sys/kern/kern_cpuset.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008,  Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2008 Nokia Corporation
   8  * All rights reserved.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  15  *    disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  23  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  24  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  25  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  26  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  27  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  28  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  29  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  */
  32
  33 #include <sys/cdefs.h>
  34 __FBSDID("$FreeBSD$");
  35
  36 #include "opt_ddb.h"
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41 #include <sys/ctype.h>
  42 #include <sys/sysproto.h>
  43 #include <sys/jail.h>
  44 #include <sys/kernel.h>
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #include <sys/malloc.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/priv.h>
  49 #include <sys/proc.h>
  50 #include <sys/refcount.h>
  51 #include <sys/sched.h>
  52 #include <sys/smp.h>
  53 #include <sys/syscallsubr.h>
  54 #include <sys/capsicum.h>
  55 #include <sys/cpuset.h>
  56 #include <sys/domainset.h>
  57 #include <sys/sx.h>
  58 #include <sys/queue.h>
  59 #include <sys/libkern.h>
  60 #include <sys/limits.h>
  61 #include <sys/bus.h>
  62 #include <sys/interrupt.h>
  63 #include <sys/vmmeter.h>
  64
  65 #include <vm/uma.h>
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_object.h>
  68 #include <vm/vm_page.h>
  69 #include <vm/vm_pageout.h>
  70 #include <vm/vm_extern.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/vm_phys.h>
  73 #include <vm/vm_pagequeue.h>
  74
  75 #ifdef DDB
  76 #include <ddb/ddb.h>
  77 #endif /* DDB */
  78
  79 /*
  80  * cpusets provide a mechanism for creating and manipulating sets of
  81  * processors for the purpose of constraining the scheduling of threads to
  82  * specific processors.
  83  *
  84  * Each process belongs to an identified set, by default this is set 1.  Each
  85  * thread may further restrict the cpus it may run on to a subset of this
  86  * named set.  This creates an anonymous set which other threads and processes
  87  * may not join by number.
  88  *
  89  * The named set is referred to herein as the 'base' set to avoid ambiguity.
  90  * This set is usually a child of a 'root' set while the anonymous set may
  91  * simply be referred to as a mask.  In the syscall api these are referred to
  92  * as the ROOT, CPUSET, and MASK levels where CPUSET is called 'base' here.
  93  *
  94  * Threads inherit their set from their creator whether it be anonymous or
  95  * not.  This means that anonymous sets are immutable because they may be
  96  * shared.  To modify an anonymous set a new set is created with the desired
  97  * mask and the same parent as the existing anonymous set.  This gives the
  98  * illusion of each thread having a private mask.
  99  *
 100  * Via the syscall apis a user may ask to retrieve or modify the root, base,
 101  * or mask that is discovered via a pid, tid, or setid.  Modifying a set
 102  * modifies all numbered and anonymous child sets to comply with the new mask.
 103  * Modifying a pid or tid's mask applies only to that tid but must still
 104  * exist within the assigned parent set.
 105  *
 106  * A thread may not be assigned to a group separate from other threads in
 107  * the process.  This is to remove ambiguity when the setid is queried with
 108  * a pid argument.  There is no other technical limitation.
 109  *
 110  * This somewhat complex arrangement is intended to make it easy for
 111  * applications to query available processors and bind their threads to
 112  * specific processors while also allowing administrators to dynamically
 113  * reprovision by changing sets which apply to groups of processes.
 114  *
 115  * A simple application should not concern itself with sets at all and
 116  * rather apply masks to its own threads via CPU_WHICH_TID and a -1 id
 117  * meaning 'curthread'.  It may query available cpus for that tid with a
 118  * getaffinity call using (CPU_LEVEL_CPUSET, CPU_WHICH_PID, -1, ...).
 119  */
 120
 121 LIST_HEAD(domainlist, domainset);
 122 struct domainset __read_mostly domainset_fixed[MAXMEMDOM];
 123 struct domainset __read_mostly domainset_prefer[MAXMEMDOM];
 124 struct domainset __read_mostly domainset_roundrobin;
 125
 126 static uma_zone_t cpuset_zone;
 127 static uma_zone_t domainset_zone;
 128 static struct mtx cpuset_lock;
 129 static struct setlist cpuset_ids;
 130 static struct domainlist cpuset_domains;
 131 static struct unrhdr *cpuset_unr;
 132 static struct cpuset *cpuset_zero, *cpuset_default, *cpuset_kernel;
 133 static struct domainset domainset0, domainset2;
 134
 135 /* Return the size of cpuset_t at the kernel level */
 136 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, cpusetsize, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_CAPRD,
 137     SYSCTL_NULL_INT_PTR, sizeof(cpuset_t), "sizeof(cpuset_t)");
 138
 139 cpuset_t *cpuset_root;
 140 cpuset_t cpuset_domain[MAXMEMDOM];
 141
 142 static int domainset_valid(const struct domainset *, const struct domainset *);
 143
 144 /*
 145  * Find the first non-anonymous set starting from 'set'.
 146  */
 147 static struct cpuset *
 148 cpuset_getbase(struct cpuset *set)
 149 {
 150
 151         if (set->cs_id == CPUSET_INVALID)
 152                 set = set->cs_parent;
 153         return (set);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Walks up the tree from 'set' to find the root.
 158  */
 159 static struct cpuset *
 160 cpuset_getroot(struct cpuset *set)
 161 {
 162
 163         while ((set->cs_flags & CPU_SET_ROOT) == 0 && set->cs_parent != NULL)
 164                 set = set->cs_parent;
 165         return (set);
 166 }
 167
 168 /*
 169  * Acquire a reference to a cpuset, all pointers must be tracked with refs.
 170  */
 171 struct cpuset *
 172 cpuset_ref(struct cpuset *set)
 173 {
 174
 175         refcount_acquire(&set->cs_ref);
 176         return (set);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Walks up the tree from 'set' to find the root.  Returns the root
 181  * referenced.
 182  */
 183 static struct cpuset *
 184 cpuset_refroot(struct cpuset *set)
 185 {
 186
 187         return (cpuset_ref(cpuset_getroot(set)));
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Find the first non-anonymous set starting from 'set'.  Returns this set
 192  * referenced.  May return the passed in set with an extra ref if it is
 193  * not anonymous.
 194  */
 195 static struct cpuset *
 196 cpuset_refbase(struct cpuset *set)
 197 {
 198
 199         return (cpuset_ref(cpuset_getbase(set)));
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Release a reference in a context where it is safe to allocate.
 204  */
 205 void
 206 cpuset_rel(struct cpuset *set)
 207 {
 208         cpusetid_t id;
 209
 210         if (refcount_release_if_not_last(&set->cs_ref))
 211                 return;
 212         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 213         if (!refcount_release(&set->cs_ref)) {
 214                 mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 215                 return;
 216         }
 217         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
 218         id = set->cs_id;
 219         if (id != CPUSET_INVALID)
 220                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
 221         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 222         cpuset_rel(set->cs_parent);
 223         uma_zfree(cpuset_zone, set);
 224         if (id != CPUSET_INVALID)
 225                 free_unr(cpuset_unr, id);
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Deferred release must be used when in a context that is not safe to
 230  * allocate/free.  This places any unreferenced sets on the list 'head'.
 231  */
 232 static void
 233 cpuset_rel_defer(struct setlist *head, struct cpuset *set)
 234 {
 235
 236         if (refcount_release_if_not_last(&set->cs_ref))
 237                 return;
 238         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 239         if (!refcount_release(&set->cs_ref)) {
 240                 mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 241                 return;
 242         }
 243         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
 244         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
 245                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
 246         LIST_INSERT_HEAD(head, set, cs_link);
 247         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Complete a deferred release.  Removes the set from the list provided to
 252  * cpuset_rel_defer.
 253  */
 254 static void
 255 cpuset_rel_complete(struct cpuset *set)
 256 {
 257         cpusetid_t id;
 258
 259         id = set->cs_id;
 260         LIST_REMOVE(set, cs_link);
 261         cpuset_rel(set->cs_parent);
 262         uma_zfree(cpuset_zone, set);
 263         if (id != CPUSET_INVALID)
 264                 free_unr(cpuset_unr, id);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Find a set based on an id.  Returns it with a ref.
 269  */
 270 static struct cpuset *
 271 cpuset_lookup(cpusetid_t setid, struct thread *td)
 272 {
 273         struct cpuset *set;
 274
 275         if (setid == CPUSET_INVALID)
 276                 return (NULL);
 277         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 278         LIST_FOREACH(set, &cpuset_ids, cs_link)
 279                 if (set->cs_id == setid)
 280                         break;
 281         if (set)
 282                 cpuset_ref(set);
 283         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 284
 285         KASSERT(td != NULL, ("[%s:%d] td is NULL", __func__, __LINE__));
 286         if (set != NULL && jailed(td->td_ucred)) {
 287                 struct cpuset *jset, *tset;
 288
 289                 jset = td->td_ucred->cr_prison->pr_cpuset;
 290                 for (tset = set; tset != NULL; tset = tset->cs_parent)
 291                         if (tset == jset)
 292                                 break;
 293                 if (tset == NULL) {
 294                         cpuset_rel(set);
 295                         set = NULL;
 296                 }
 297         }
 298
 299         return (set);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Initialize a set in the space provided in 'set' with the provided parameters.
 304  * The set is returned with a single ref.  May return EDEADLK if the set
 305  * will have no valid cpu based on restrictions from the parent.
 306  */
 307 static int
 308 cpuset_init(struct cpuset *set, struct cpuset *parent,
 309     const cpuset_t *mask, struct domainset *domain, cpusetid_t id)
 310 {
 311
 312         if (domain == NULL)
 313                 domain = parent->cs_domain;
 314         if (mask == NULL)
 315                 mask = &parent->cs_mask;
 316         if (!CPU_OVERLAP(&parent->cs_mask, mask))
 317                 return (EDEADLK);
 318         /* The domain must be prepared ahead of time. */
 319         if (!domainset_valid(parent->cs_domain, domain))
 320                 return (EDEADLK);
 321         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
 322         LIST_INIT(&set->cs_children);
 323         refcount_init(&set->cs_ref, 1);
 324         set->cs_flags = 0;
 325         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 326         set->cs_domain = domain;
 327         CPU_AND(&set->cs_mask, &parent->cs_mask);
 328         set->cs_id = id;
 329         set->cs_parent = cpuset_ref(parent);
 330         LIST_INSERT_HEAD(&parent->cs_children, set, cs_siblings);
 331         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
 332                 LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
 333         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 334
 335         return (0);
 336 }
 337
 338 /*
 339  * Create a new non-anonymous set with the requested parent and mask.  May
 340  * return failures if the mask is invalid or a new number can not be
 341  * allocated.
 342  *
 343  * If *setp is not NULL, then it will be used as-is.  The caller must take
 344  * into account that *setp will be inserted at the head of cpuset_ids and
 345  * plan any potentially conflicting cs_link usage accordingly.
 346  */
 347 static int
 348 cpuset_create(struct cpuset **setp, struct cpuset *parent, const cpuset_t *mask)
 349 {
 350         struct cpuset *set;
 351         cpusetid_t id;
 352         int error;
 353         bool dofree;
 354
 355         id = alloc_unr(cpuset_unr);
 356         if (id == -1)
 357                 return (ENFILE);
 358         dofree = (*setp == NULL);
 359         if (*setp != NULL)
 360                 set = *setp;
 361         else
 362                 *setp = set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
 363         error = cpuset_init(set, parent, mask, NULL, id);
 364         if (error == 0)
 365                 return (0);
 366         free_unr(cpuset_unr, id);
 367         if (dofree)
 368                 uma_zfree(cpuset_zone, set);
 369
 370         return (error);
 371 }
 372
 373 static void
 374 cpuset_freelist_add(struct setlist *list, int count)
 375 {
 376         struct cpuset *set;
 377         int i;
 378
 379         for (i = 0; i < count; i++) {
 380                 set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_ZERO | M_WAITOK);
 381                 LIST_INSERT_HEAD(list, set, cs_link);
 382         }
 383 }
 384
 385 static void
 386 cpuset_freelist_init(struct setlist *list, int count)
 387 {
 388
 389         LIST_INIT(list);
 390         cpuset_freelist_add(list, count);
 391 }
 392
 393 static void
 394 cpuset_freelist_free(struct setlist *list)
 395 {
 396         struct cpuset *set;
 397
 398         while ((set = LIST_FIRST(list)) != NULL) {
 399                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
 400                 uma_zfree(cpuset_zone, set);
 401         }
 402 }
 403
 404 static void
 405 domainset_freelist_add(struct domainlist *list, int count)
 406 {
 407         struct domainset *set;
 408         int i;
 409
 410         for (i = 0; i < count; i++) {
 411                 set = uma_zalloc(domainset_zone, M_ZERO | M_WAITOK);
 412                 LIST_INSERT_HEAD(list, set, ds_link);
 413         }
 414 }
 415
 416 static void
 417 domainset_freelist_init(struct domainlist *list, int count)
 418 {
 419
 420         LIST_INIT(list);
 421         domainset_freelist_add(list, count);
 422 }
 423
 424 static void
 425 domainset_freelist_free(struct domainlist *list)
 426 {
 427         struct domainset *set;
 428
 429         while ((set = LIST_FIRST(list)) != NULL) {
 430                 LIST_REMOVE(set, ds_link);
 431                 uma_zfree(domainset_zone, set);
 432         }
 433 }
 434
 435 /* Copy a domainset preserving mask and policy. */
 436 static void
 437 domainset_copy(const struct domainset *from, struct domainset *to)
 438 {
 439
 440         DOMAINSET_COPY(&from->ds_mask, &to->ds_mask);
 441         to->ds_policy = from->ds_policy;
 442         to->ds_prefer = from->ds_prefer;
 443 }
 444
 445 /* Return 1 if mask and policy are equal, otherwise 0. */
 446 static int
 447 domainset_equal(const struct domainset *one, const struct domainset *two)
 448 {
 449
 450         return (DOMAINSET_CMP(&one->ds_mask, &two->ds_mask) == 0 &&
 451             one->ds_policy == two->ds_policy &&
 452             one->ds_prefer == two->ds_prefer);
 453 }
 454
 455 /* Return 1 if child is a valid subset of parent. */
 456 static int
 457 domainset_valid(const struct domainset *parent, const struct domainset *child)
 458 {
 459         if (child->ds_policy != DOMAINSET_POLICY_PREFER)
 460                 return (DOMAINSET_SUBSET(&parent->ds_mask, &child->ds_mask));
 461         return (DOMAINSET_ISSET(child->ds_prefer, &parent->ds_mask));
 462 }
 463
 464 static int
 465 domainset_restrict(const struct domainset *parent,
 466     const struct domainset *child)
 467 {
 468         if (child->ds_policy != DOMAINSET_POLICY_PREFER)
 469                 return (DOMAINSET_OVERLAP(&parent->ds_mask, &child->ds_mask));
 470         return (DOMAINSET_ISSET(child->ds_prefer, &parent->ds_mask));
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Lookup or create a domainset.  The key is provided in ds_mask and
 475  * ds_policy.  If the domainset does not yet exist the storage in
 476  * 'domain' is used to insert.  Otherwise this storage is freed to the
 477  * domainset_zone and the existing domainset is returned.
 478  */
 479 static struct domainset *
 480 _domainset_create(struct domainset *domain, struct domainlist *freelist)
 481 {
 482         struct domainset *ndomain;
 483         int i, j;
 484
 485         KASSERT(domain->ds_cnt <= vm_ndomains,
 486             ("invalid domain count in domainset %p", domain));
 487         KASSERT(domain->ds_policy != DOMAINSET_POLICY_PREFER ||
 488             domain->ds_prefer < vm_ndomains,
 489             ("invalid preferred domain in domains %p", domain));
 490
 491         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 492         LIST_FOREACH(ndomain, &cpuset_domains, ds_link)
 493                 if (domainset_equal(ndomain, domain))
 494                         break;
 495         /*
 496          * If the domain does not yet exist we insert it and initialize
 497          * various iteration helpers which are not part of the key.
 498          */
 499         if (ndomain == NULL) {
 500                 LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_domains, domain, ds_link);
 501                 domain->ds_cnt = DOMAINSET_COUNT(&domain->ds_mask);
 502                 for (i = 0, j = 0; i < DOMAINSET_FLS(&domain->ds_mask); i++)
 503                         if (DOMAINSET_ISSET(i, &domain->ds_mask))
 504                                 domain->ds_order[j++] = i;
 505         }
 506         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 507         if (ndomain == NULL)
 508                 return (domain);
 509         if (freelist != NULL)
 510                 LIST_INSERT_HEAD(freelist, domain, ds_link);
 511         else
 512                 uma_zfree(domainset_zone, domain);
 513         return (ndomain);
 514
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Are any of the domains in the mask empty?  If so, silently
 519  * remove them and update the domainset accordingly.  If only empty
 520  * domains are present, we must return failure.
 521  */
 522 static bool
 523 domainset_empty_vm(struct domainset *domain)
 524 {
 525         domainset_t empty;
 526         int i, j;
 527
 528         DOMAINSET_ZERO(&empty);
 529         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
 530                 if (VM_DOMAIN_EMPTY(i))
 531                         DOMAINSET_SET(i, &empty);
 532         if (DOMAINSET_SUBSET(&empty, &domain->ds_mask))
 533                 return (true);
 534
 535         /* Remove empty domains from the set and recompute. */
 536         DOMAINSET_ANDNOT(&domain->ds_mask, &empty);
 537         domain->ds_cnt = DOMAINSET_COUNT(&domain->ds_mask);
 538         for (i = j = 0; i < DOMAINSET_FLS(&domain->ds_mask); i++)
 539                 if (DOMAINSET_ISSET(i, &domain->ds_mask))
 540                         domain->ds_order[j++] = i;
 541
 542         /* Convert a PREFER policy referencing an empty domain to RR. */
 543         if (domain->ds_policy == DOMAINSET_POLICY_PREFER &&
 544             DOMAINSET_ISSET(domain->ds_prefer, &empty)) {
 545                 domain->ds_policy = DOMAINSET_POLICY_ROUNDROBIN;
 546                 domain->ds_prefer = -1;
 547         }
 548
 549         return (false);
 550 }
 551
 552 /*
 553  * Create or lookup a domainset based on the key held in 'domain'.
 554  */
 555 struct domainset *
 556 domainset_create(const struct domainset *domain)
 557 {
 558         struct domainset *ndomain;
 559
 560         /*
 561          * Validate the policy.  It must specify a useable policy number with
 562          * only valid domains.  Preferred must include the preferred domain
 563          * in the mask.
 564          */
 565         if (domain->ds_policy <= DOMAINSET_POLICY_INVALID ||
 566             domain->ds_policy > DOMAINSET_POLICY_MAX)
 567                 return (NULL);
 568         if (domain->ds_policy == DOMAINSET_POLICY_PREFER &&
 569             !DOMAINSET_ISSET(domain->ds_prefer, &domain->ds_mask))
 570                 return (NULL);
 571         if (!DOMAINSET_SUBSET(&domainset0.ds_mask, &domain->ds_mask))
 572                 return (NULL);
 573         ndomain = uma_zalloc(domainset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
 574         domainset_copy(domain, ndomain);
 575         return _domainset_create(ndomain, NULL);
 576 }
 577
 578 /*
 579  * Update thread domainset pointers.
 580  */
 581 static void
 582 domainset_notify(void)
 583 {
 584         struct thread *td;
 585         struct proc *p;
 586
 587         sx_slock(&allproc_lock);
 588         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 589                 PROC_LOCK(p);
 590                 if (p->p_state == PRS_NEW) {
 591                         PROC_UNLOCK(p);
 592                         continue;
 593                 }
 594                 FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 595                         thread_lock(td);
 596                         td->td_domain.dr_policy = td->td_cpuset->cs_domain;
 597                         thread_unlock(td);
 598                 }
 599                 PROC_UNLOCK(p);
 600         }
 601         sx_sunlock(&allproc_lock);
 602         kernel_object->domain.dr_policy = cpuset_kernel->cs_domain;
 603 }
 604
 605 /*
 606  * Create a new set that is a subset of a parent.
 607  */
 608 static struct domainset *
 609 domainset_shadow(const struct domainset *pdomain,
 610     const struct domainset *domain, struct domainlist *freelist)
 611 {
 612         struct domainset *ndomain;
 613
 614         ndomain = LIST_FIRST(freelist);
 615         LIST_REMOVE(ndomain, ds_link);
 616
 617         /*
 618          * Initialize the key from the request.
 619          */
 620         domainset_copy(domain, ndomain);
 621
 622         /*
 623          * Restrict the key by the parent.
 624          */
 625         DOMAINSET_AND(&ndomain->ds_mask, &pdomain->ds_mask);
 626
 627         return _domainset_create(ndomain, freelist);
 628 }
 629
 630 /*
 631  * Recursively check for errors that would occur from applying mask to
 632  * the tree of sets starting at 'set'.  Checks for sets that would become
 633  * empty as well as RDONLY flags.
 634  */
 635 static int
 636 cpuset_testupdate(struct cpuset *set, cpuset_t *mask, int augment_mask)
 637 {
 638         struct cpuset *nset;
 639         cpuset_t newmask;
 640         int error;
 641
 642         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 643         if (set->cs_flags & CPU_SET_RDONLY)
 644                 return (EPERM);
 645         if (augment_mask) {
 646                 CPU_COPY(&set->cs_mask, &newmask);
 647                 CPU_AND(&newmask, mask);
 648         } else
 649                 CPU_COPY(mask, &newmask);
 650
 651         if (CPU_EMPTY(&newmask))
 652                 return (EDEADLK);
 653         error = 0;
 654         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 655                 if ((error = cpuset_testupdate(nset, &newmask, 1)) != 0)
 656                         break;
 657         return (error);
 658 }
 659
 660 /*
 661  * Applies the mask 'mask' without checking for empty sets or permissions.
 662  */
 663 static void
 664 cpuset_update(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 665 {
 666         struct cpuset *nset;
 667
 668         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 669         CPU_AND(&set->cs_mask, mask);
 670         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 671                 cpuset_update(nset, &set->cs_mask);
 672
 673         return;
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Modify the set 'set' to use a copy of the mask provided.  Apply this new
 678  * mask to restrict all children in the tree.  Checks for validity before
 679  * applying the changes.
 680  */
 681 static int
 682 cpuset_modify(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 683 {
 684         struct cpuset *root;
 685         int error;
 686
 687         error = priv_check(curthread, PRIV_SCHED_CPUSET);
 688         if (error)
 689                 return (error);
 690         /*
 691          * In case we are called from within the jail,
 692          * we do not allow modifying the dedicated root
 693          * cpuset of the jail but may still allow to
 694          * change child sets, including subordinate jails'
 695          * roots.
 696          */
 697         if ((set->cs_flags & CPU_SET_ROOT) != 0 &&
 698             jailed(curthread->td_ucred) &&
 699             set == curthread->td_ucred->cr_prison->pr_cpuset)
 700                 return (EPERM);
 701         /*
 702          * Verify that we have access to this set of
 703          * cpus.
 704          */
 705         if ((set->cs_flags & (CPU_SET_ROOT | CPU_SET_RDONLY)) == CPU_SET_ROOT) {
 706                 KASSERT(set->cs_parent != NULL,
 707                     ("jail.cpuset=%d is not a proper child of parent jail's root.",
 708                     set->cs_id));
 709
 710                 /*
 711                  * cpuset_getroot() cannot work here due to how top-level jail
 712                  * roots are constructed.  Top-level jails are parented to
 713                  * thread0's cpuset (i.e. cpuset 1) rather than the system root.
 714                  */
 715                 root = set->cs_parent;
 716         } else {
 717                 root = cpuset_getroot(set);
 718         }
 719         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 720         if (root && !CPU_SUBSET(&root->cs_mask, mask)) {
 721                 error = EINVAL;
 722                 goto out;
 723         }
 724         error = cpuset_testupdate(set, mask, 0);
 725         if (error)
 726                 goto out;
 727         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
 728         cpuset_update(set, mask);
 729 out:
 730         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 731
 732         return (error);
 733 }
 734
 735 /*
 736  * Recursively check for errors that would occur from applying mask to
 737  * the tree of sets starting at 'set'.  Checks for sets that would become
 738  * empty as well as RDONLY flags.
 739  */
 740 static int
 741 cpuset_testupdate_domain(struct cpuset *set, struct domainset *dset,
 742     struct domainset *orig, int *count, int augment_mask __unused)
 743 {
 744         struct cpuset *nset;
 745         struct domainset *domain;
 746         struct domainset newset;
 747         int error;
 748
 749         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 750         if (set->cs_flags & CPU_SET_RDONLY)
 751                 return (EPERM);
 752         domain = set->cs_domain;
 753         domainset_copy(domain, &newset);
 754         if (!domainset_equal(domain, orig)) {
 755                 if (!domainset_restrict(domain, dset))
 756                         return (EDEADLK);
 757                 DOMAINSET_AND(&newset.ds_mask, &dset->ds_mask);
 758                 /* Count the number of domains that are changing. */
 759                 (*count)++;
 760         }
 761         error = 0;
 762         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 763                 if ((error = cpuset_testupdate_domain(nset, &newset, domain,
 764                     count, 1)) != 0)
 765                         break;
 766         return (error);
 767 }
 768
 769 /*
 770  * Applies the mask 'mask' without checking for empty sets or permissions.
 771  */
 772 static void
 773 cpuset_update_domain(struct cpuset *set, struct domainset *domain,
 774     struct domainset *orig, struct domainlist *domains)
 775 {
 776         struct cpuset *nset;
 777
 778         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 779         /*
 780          * If this domainset has changed from the parent we must calculate
 781          * a new set.  Otherwise it simply inherits from the parent.  When
 782          * we inherit from the parent we get a new mask and policy.  If the
 783          * set is modified from the parent we keep the policy and only
 784          * update the mask.
 785          */
 786         if (set->cs_domain != orig) {
 787                 orig = set->cs_domain;
 788                 set->cs_domain = domainset_shadow(domain, orig, domains);
 789         } else
 790                 set->cs_domain = domain;
 791         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 792                 cpuset_update_domain(nset, set->cs_domain, orig, domains);
 793
 794         return;
 795 }
 796
 797 /*
 798  * Modify the set 'set' to use a copy the domainset provided.  Apply this new
 799  * mask to restrict all children in the tree.  Checks for validity before
 800  * applying the changes.
 801  */
 802 static int
 803 cpuset_modify_domain(struct cpuset *set, struct domainset *domain)
 804 {
 805         struct domainlist domains;
 806         struct domainset temp;
 807         struct domainset *dset;
 808         struct cpuset *root;
 809         int ndomains, needed;
 810         int error;
 811
 812         error = priv_check(curthread, PRIV_SCHED_CPUSET);
 813         if (error)
 814                 return (error);
 815         /*
 816          * In case we are called from within the jail
 817          * we do not allow modifying the dedicated root
 818          * cpuset of the jail but may still allow to
 819          * change child sets.
 820          */
 821         if (jailed(curthread->td_ucred) &&
 822             set->cs_flags & CPU_SET_ROOT)
 823                 return (EPERM);
 824         domainset_freelist_init(&domains, 0);
 825         domain = domainset_create(domain);
 826         ndomains = 0;
 827
 828         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 829         for (;;) {
 830                 root = cpuset_getroot(set);
 831                 dset = root->cs_domain;
 832                 /*
 833                  * Verify that we have access to this set of domains.
 834                  */
 835                 if (!domainset_valid(dset, domain)) {
 836                         error = EINVAL;
 837                         goto out;
 838                 }
 839                 /*
 840                  * If applying prefer we keep the current set as the fallback.
 841                  */
 842                 if (domain->ds_policy == DOMAINSET_POLICY_PREFER)
 843                         DOMAINSET_COPY(&set->cs_domain->ds_mask,
 844                             &domain->ds_mask);
 845                 /*
 846                  * Determine whether we can apply this set of domains and
 847                  * how many new domain structures it will require.
 848                  */
 849                 domainset_copy(domain, &temp);
 850                 needed = 0;
 851                 error = cpuset_testupdate_domain(set, &temp, set->cs_domain,
 852                     &needed, 0);
 853                 if (error)
 854                         goto out;
 855                 if (ndomains >= needed)
 856                         break;
 857
 858                 /* Dropping the lock; we'll need to re-evaluate again. */
 859                 mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 860                 domainset_freelist_add(&domains, needed - ndomains);
 861                 ndomains = needed;
 862                 mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 863         }
 864         dset = set->cs_domain;
 865         cpuset_update_domain(set, domain, dset, &domains);
 866 out:
 867         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 868         domainset_freelist_free(&domains);
 869         if (error == 0)
 870                 domainset_notify();
 871
 872         return (error);
 873 }
 874
 875 /*
 876  * Resolve the 'which' parameter of several cpuset apis.
 877  *
 878  * For WHICH_PID and WHICH_TID return a locked proc and valid proc/tid.  Also
 879  * checks for permission via p_cansched().
 880  *
 881  * For WHICH_SET returns a valid set with a new reference.
 882  *
 883  * -1 may be supplied for any argument to mean the current proc/thread or
 884  * the base set of the current thread.  May fail with ESRCH/EPERM.
 885  */
 886 int
 887 cpuset_which(cpuwhich_t which, id_t id, struct proc **pp, struct thread **tdp,
 888     struct cpuset **setp)
 889 {
 890         struct cpuset *set;
 891         struct thread *td;
 892         struct proc *p;
 893         int error;
 894
 895         *pp = p = NULL;
 896         *tdp = td = NULL;
 897         *setp = set = NULL;
 898         switch (which) {
 899         case CPU_WHICH_PID:
 900                 if (id == -1) {
 901                         PROC_LOCK(curproc);
 902                         p = curproc;
 903                         break;
 904                 }
 905                 if ((p = pfind(id)) == NULL)
 906                         return (ESRCH);
 907                 break;
 908         case CPU_WHICH_TID:
 909                 if (id == -1) {
 910                         PROC_LOCK(curproc);
 911                         p = curproc;
 912                         td = curthread;
 913                         break;
 914                 }
 915                 td = tdfind(id, -1);
 916                 if (td == NULL)
 917                         return (ESRCH);
 918                 p = td->td_proc;
 919                 break;
 920         case CPU_WHICH_CPUSET:
 921                 if (id == -1) {
 922                         thread_lock(curthread);
 923                         set = cpuset_refbase(curthread->td_cpuset);
 924                         thread_unlock(curthread);
 925                 } else
 926                         set = cpuset_lookup(id, curthread);
 927                 if (set) {
 928                         *setp = set;
 929                         return (0);
 930                 }
 931                 return (ESRCH);
 932         case CPU_WHICH_JAIL:
 933         {
 934                 /* Find `set' for prison with given id. */
 935                 struct prison *pr;
 936
 937                 sx_slock(&allprison_lock);
 938                 pr = prison_find_child(curthread->td_ucred->cr_prison, id);
 939                 sx_sunlock(&allprison_lock);
 940                 if (pr == NULL)
 941                         return (ESRCH);
 942                 cpuset_ref(pr->pr_cpuset);
 943                 *setp = pr->pr_cpuset;
 944                 mtx_unlock(&pr->pr_mtx);
 945                 return (0);
 946         }
 947         case CPU_WHICH_IRQ:
 948         case CPU_WHICH_DOMAIN:
 949                 return (0);
 950         default:
 951                 return (EINVAL);
 952         }
 953         error = p_cansched(curthread, p);
 954         if (error) {
 955                 PROC_UNLOCK(p);
 956                 return (error);
 957         }
 958         if (td == NULL)
 959                 td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
 960         *pp = p;
 961         *tdp = td;
 962         return (0);
 963 }
 964
 965 static int
 966 cpuset_testshadow(struct cpuset *set, const cpuset_t *mask,
 967     const struct domainset *domain)
 968 {
 969         struct cpuset *parent;
 970         struct domainset *dset;
 971
 972         parent = cpuset_getbase(set);
 973         /*
 974          * If we are restricting a cpu mask it must be a subset of the
 975          * parent or invalid CPUs have been specified.
 976          */
 977         if (mask != NULL && !CPU_SUBSET(&parent->cs_mask, mask))
 978                 return (EINVAL);
 979
 980         /*
 981          * If we are restricting a domain mask it must be a subset of the
 982          * parent or invalid domains have been specified.
 983          */
 984         dset = parent->cs_domain;
 985         if (domain != NULL && !domainset_valid(dset, domain))
 986                 return (EINVAL);
 987
 988         return (0);
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Create an anonymous set with the provided mask in the space provided by
 993  * 'nset'.  If the passed in set is anonymous we use its parent otherwise
 994  * the new set is a child of 'set'.
 995  */
 996 static int
 997 cpuset_shadow(struct cpuset *set, struct cpuset **nsetp,
 998    const cpuset_t *mask, const struct domainset *domain,
 999    struct setlist *cpusets, struct domainlist *domains)
1000 {
1001         struct cpuset *parent;
1002         struct cpuset *nset;
1003         struct domainset *dset;
1004         struct domainset *d;
1005         int error;
1006
1007         error = cpuset_testshadow(set, mask, domain);
1008         if (error)
1009                 return (error);
1010
1011         parent = cpuset_getbase(set);
1012         dset = parent->cs_domain;
1013         if (mask == NULL)
1014                 mask = &set->cs_mask;
1015         if (domain != NULL)
1016                 d = domainset_shadow(dset, domain, domains);
1017         else
1018                 d = set->cs_domain;
1019         nset = LIST_FIRST(cpusets);
1020         error = cpuset_init(nset, parent, mask, d, CPUSET_INVALID);
1021         if (error == 0) {
1022                 LIST_REMOVE(nset, cs_link);
1023                 *nsetp = nset;
1024         }
1025         return (error);
1026 }
1027
1028 static struct cpuset *
1029 cpuset_update_thread(struct thread *td, struct cpuset *nset)
1030 {
1031         struct cpuset *tdset;
1032
1033         tdset = td->td_cpuset;
1034         td->td_cpuset = nset;
1035         td->td_domain.dr_policy = nset->cs_domain;
1036         sched_affinity(td);
1037
1038         return (tdset);
1039 }
1040
1041 static int
1042 cpuset_setproc_test_maskthread(struct cpuset *tdset, cpuset_t *mask,
1043     struct domainset *domain)
1044 {
1045         struct cpuset *parent;
1046
1047         parent = cpuset_getbase(tdset);
1048         if (mask == NULL)
1049                 mask = &tdset->cs_mask;
1050         if (domain == NULL)
1051                 domain = tdset->cs_domain;
1052         return cpuset_testshadow(parent, mask, domain);
1053 }
1054
1055 static int
1056 cpuset_setproc_maskthread(struct cpuset *tdset, cpuset_t *mask,
1057     struct domainset *domain, struct cpuset **nsetp,
1058     struct setlist *freelist, struct domainlist *domainlist)
1059 {
1060         struct cpuset *parent;
1061
1062         parent = cpuset_getbase(tdset);
1063         if (mask == NULL)
1064                 mask = &tdset->cs_mask;
1065         if (domain == NULL)
1066                 domain = tdset->cs_domain;
1067         return cpuset_shadow(parent, nsetp, mask, domain, freelist,
1068             domainlist);
1069 }
1070
1071 static int
1072 cpuset_setproc_setthread_mask(struct cpuset *tdset, struct cpuset *set,
1073     cpuset_t *mask, struct domainset *domain)
1074 {
1075         struct cpuset *parent;
1076
1077         parent = cpuset_getbase(tdset);
1078
1079         /*
1080          * If the thread restricted its mask then apply that same
1081          * restriction to the new set, otherwise take it wholesale.
1082          */
1083         if (CPU_CMP(&tdset->cs_mask, &parent->cs_mask) != 0) {
1084                 CPU_COPY(&tdset->cs_mask, mask);
1085                 CPU_AND(mask, &set->cs_mask);
1086         } else
1087                 CPU_COPY(&set->cs_mask, mask);
1088
1089         /*
1090          * If the thread restricted the domain then we apply the
1091          * restriction to the new set but retain the policy.
1092          */
1093         if (tdset->cs_domain != parent->cs_domain) {
1094                 domainset_copy(tdset->cs_domain, domain);
1095                 DOMAINSET_AND(&domain->ds_mask, &set->cs_domain->ds_mask);
1096         } else
1097                 domainset_copy(set->cs_domain, domain);
1098
1099         if (CPU_EMPTY(mask) || DOMAINSET_EMPTY(&domain->ds_mask))
1100                 return (EDEADLK);
1101
1102         return (0);
1103 }
1104
1105 static int
1106 cpuset_setproc_test_setthread(struct cpuset *tdset, struct cpuset *set)
1107 {
1108         struct domainset domain;
1109         cpuset_t mask;
1110
1111         if (tdset->cs_id != CPUSET_INVALID)
1112                 return (0);
1113         return cpuset_setproc_setthread_mask(tdset, set, &mask, &domain);
1114 }
1115
1116 static int
1117 cpuset_setproc_setthread(struct cpuset *tdset, struct cpuset *set,
1118     struct cpuset **nsetp, struct setlist *freelist,
1119     struct domainlist *domainlist)
1120 {
1121         struct domainset domain;
1122         cpuset_t mask;
1123         int error;
1124
1125         /*
1126          * If we're replacing on a thread that has not constrained the
1127          * original set we can simply accept the new set.
1128          */
1129         if (tdset->cs_id != CPUSET_INVALID) {
1130                 *nsetp = cpuset_ref(set);
1131                 return (0);
1132         }
1133         error = cpuset_setproc_setthread_mask(tdset, set, &mask, &domain);
1134         if (error)
1135                 return (error);
1136
1137         return cpuset_shadow(set, nsetp, &mask, &domain, freelist,
1138             domainlist);
1139 }
1140
1141 static int
1142 cpuset_setproc_newbase(struct thread *td, struct cpuset *set,
1143     struct cpuset *nroot, struct cpuset **nsetp,
1144     struct setlist *cpusets, struct domainlist *domainlist)
1145 {
1146         struct domainset ndomain;
1147         cpuset_t nmask;
1148         struct cpuset *pbase;
1149         int error;
1150
1151         pbase = cpuset_getbase(td->td_cpuset);
1152
1153         /* Copy process mask, then further apply the new root mask. */
1154         CPU_COPY(&pbase->cs_mask, &nmask);
1155         CPU_AND(&nmask, &nroot->cs_mask);
1156
1157         domainset_copy(pbase->cs_domain, &ndomain);
1158         DOMAINSET_AND(&ndomain.ds_mask, &set->cs_domain->ds_mask);
1159
1160         /* Policy is too restrictive, will not work. */
1161         if (CPU_EMPTY(&nmask) || DOMAINSET_EMPTY(&ndomain.ds_mask))
1162                 return (EDEADLK);
1163
1164         /*
1165          * Remove pbase from the freelist in advance, it'll be pushed to
1166          * cpuset_ids on success.  We assume here that cpuset_create() will not
1167          * touch pbase on failure, and we just enqueue it back to the freelist
1168          * to remain in a consistent state.
1169          */
1170         pbase = LIST_FIRST(cpusets);
1171         LIST_REMOVE(pbase, cs_link);
1172         error = cpuset_create(&pbase, set, &nmask);
1173         if (error != 0) {
1174                 LIST_INSERT_HEAD(cpusets, pbase, cs_link);
1175                 return (error);
1176         }
1177
1178         /* Duplicates some work from above... oh well. */
1179         pbase->cs_domain = domainset_shadow(set->cs_domain, &ndomain,
1180             domainlist);
1181         *nsetp = pbase;
1182         return (0);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Handle four cases for updating an entire process.
1187  *
1188  * 1) Set is non-null and the process is not rebasing onto a new root.  This
1189  *    reparents all anonymous sets to the provided set and replaces all
1190  *    non-anonymous td_cpusets with the provided set.
1191  * 2) Set is non-null and the process is rebasing onto a new root.  This
1192  *    creates a new base set if the process previously had its own base set,
1193  *    then reparents all anonymous sets either to that set or the provided set
1194  *    if one was not created.  Non-anonymous sets are similarly replaced.
1195  * 3) Mask is non-null.  This replaces or creates anonymous sets for every
1196  *    thread with the existing base as a parent.
1197  * 4) domain is non-null.  This creates anonymous sets for every thread
1198  *    and replaces the domain set.
1199  *
1200  * This is overly complicated because we can't allocate while holding a
1201  * spinlock and spinlocks must be held while changing and examining thread
1202  * state.
1203  */
1204 static int
1205 cpuset_setproc(pid_t pid, struct cpuset *set, cpuset_t *mask,
1206     struct domainset *domain, bool rebase)
1207 {
1208         struct setlist freelist;
1209         struct setlist droplist;
1210         struct domainlist domainlist;
1211         struct cpuset *base, *nset, *nroot, *tdroot;
1212         struct thread *td;
1213         struct proc *p;
1214         int needed;
1215         int nfree;
1216         int error;
1217
1218         /*
1219          * The algorithm requires two passes due to locking considerations.
1220          *
1221          * 1) Lookup the process and acquire the locks in the required order.
1222          * 2) If enough cpusets have not been allocated release the locks and
1223          *    allocate them.  Loop.
1224          */
1225         cpuset_freelist_init(&freelist, 1);
1226         domainset_freelist_init(&domainlist, 1);
1227         nfree = 1;
1228         LIST_INIT(&droplist);
1229         nfree = 0;
1230         base = set;
1231         nroot = NULL;
1232         if (set != NULL)
1233                 nroot = cpuset_getroot(set);
1234         for (;;) {
1235                 error = cpuset_which(CPU_WHICH_PID, pid, &p, &td, &nset);
1236                 if (error)
1237                         goto out;
1238                 tdroot = cpuset_getroot(td->td_cpuset);
1239                 needed = p->p_numthreads;
1240                 if (set != NULL && rebase && tdroot != nroot)
1241                         needed++;
1242                 if (nfree >= needed)
1243                         break;
1244                 PROC_UNLOCK(p);
1245                 if (nfree < needed) {
1246                         cpuset_freelist_add(&freelist, needed - nfree);
1247                         domainset_freelist_add(&domainlist, needed - nfree);
1248                         nfree = needed;
1249                 }
1250         }
1251         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
1252
1253         /*
1254          * If we're changing roots and the root set is what has been specified
1255          * as the parent, then we'll check if the process was previously using
1256          * the root set and, if it wasn't, create a new base with the process's
1257          * mask applied to it.
1258          *
1259          * If the new root is incompatible with the existing mask, then we allow
1260          * the process to take on the new root if and only if they have
1261          * privilege to widen their mask anyways.  Unprivileged processes get
1262          * rejected with EDEADLK.
1263          */
1264         if (set != NULL && rebase && nroot != tdroot) {
1265                 cpusetid_t base_id, root_id;
1266
1267                 root_id = td->td_ucred->cr_prison->pr_cpuset->cs_id;
1268                 base_id = cpuset_getbase(td->td_cpuset)->cs_id;
1269
1270                 if (base_id != root_id) {
1271                         error = cpuset_setproc_newbase(td, set, nroot, &base,
1272                             &freelist, &domainlist);
1273                         if (error == EDEADLK &&
1274                             priv_check(td, PRIV_SCHED_CPUSET) == 0)
1275                                 error = 0;
1276                         if (error != 0)
1277                                 goto unlock_out;
1278                 }
1279         }
1280
1281         /*
1282          * Now that the appropriate locks are held and we have enough cpusets,
1283          * make sure the operation will succeed before applying changes. The
1284          * proc lock prevents td_cpuset from changing between calls.
1285          */
1286         error = 0;
1287         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1288                 thread_lock(td);
1289                 if (set != NULL)
1290                         error = cpuset_setproc_test_setthread(td->td_cpuset,
1291                             base);
1292                 else
1293                         error = cpuset_setproc_test_maskthread(td->td_cpuset,
1294                             mask, domain);
1295                 thread_unlock(td);
1296                 if (error)
1297                         goto unlock_out;
1298         }
1299         /*
1300          * Replace each thread's cpuset while using deferred release.  We
1301          * must do this because the thread lock must be held while operating
1302          * on the thread and this limits the type of operations allowed.
1303          */
1304         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
1305                 thread_lock(td);
1306                 if (set != NULL)
1307                         error = cpuset_setproc_setthread(td->td_cpuset, base,
1308                             &nset, &freelist, &domainlist);
1309                 else
1310                         error = cpuset_setproc_maskthread(td->td_cpuset, mask,
1311                             domain, &nset, &freelist, &domainlist);
1312                 if (error) {
1313                         thread_unlock(td);
1314                         break;
1315                 }
1316                 cpuset_rel_defer(&droplist, cpuset_update_thread(td, nset));
1317                 thread_unlock(td);
1318         }
1319 unlock_out:
1320         PROC_UNLOCK(p);
1321 out:
1322         if (base != NULL && base != set)
1323                 cpuset_rel(base);
1324         while ((nset = LIST_FIRST(&droplist)) != NULL)
1325                 cpuset_rel_complete(nset);
1326         cpuset_freelist_free(&freelist);
1327         domainset_freelist_free(&domainlist);
1328         return (error);
1329 }
1330
1331 static int
1332 bitset_strprint(char *buf, size_t bufsiz, const struct bitset *set, int setlen)
1333 {
1334         size_t bytes;
1335         int i, once;
1336         char *p;
1337
1338         once = 0;
1339         p = buf;
1340         for (i = 0; i < __bitset_words(setlen); i++) {
1341                 if (once != 0) {
1342                         if (bufsiz < 1)
1343                                 return (0);
1344                         *p = ',';
1345                         p++;
1346                         bufsiz--;
1347                 } else
1348                         once = 1;
1349                 if (bufsiz < sizeof(__STRING(ULONG_MAX)))
1350                         return (0);
1351                 bytes = snprintf(p, bufsiz, "%lx", set->__bits[i]);
1352                 p += bytes;
1353                 bufsiz -= bytes;
1354         }
1355         return (p - buf);
1356 }
1357
1358 static int
1359 bitset_strscan(struct bitset *set, int setlen, const char *buf)
1360 {
1361         int i, ret;
1362         const char *p;
1363
1364         BIT_ZERO(setlen, set);
1365         p = buf;
1366         for (i = 0; i < __bitset_words(setlen); i++) {
1367                 if (*p == ',') {
1368                         p++;
1369                         continue;
1370                 }
1371                 ret = sscanf(p, "%lx", &set->__bits[i]);
1372                 if (ret == 0 || ret == -1)
1373                         break;
1374                 while (isxdigit(*p))
1375                         p++;
1376         }
1377         return (p - buf);
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Return a string representing a valid layout for a cpuset_t object.
1382  * It expects an incoming buffer at least sized as CPUSETBUFSIZ.
1383  */
1384 char *
1385 cpusetobj_strprint(char *buf, const cpuset_t *set)
1386 {
1387
1388         bitset_strprint(buf, CPUSETBUFSIZ, (const struct bitset *)set,
1389             CPU_SETSIZE);
1390         return (buf);
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Build a valid cpuset_t object from a string representation.
1395  * It expects an incoming buffer at least sized as CPUSETBUFSIZ.
1396  */
1397 int
1398 cpusetobj_strscan(cpuset_t *set, const char *buf)
1399 {
1400         char p;
1401
1402         if (strlen(buf) > CPUSETBUFSIZ - 1)
1403                 return (-1);
1404
1405         p = buf[bitset_strscan((struct bitset *)set, CPU_SETSIZE, buf)];
1406         if (p != '\0')
1407                 return (-1);
1408
1409         return (0);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Handle a domainset specifier in the sysctl tree.  A poiner to a pointer to
1414  * a domainset is in arg1.  If the user specifies a valid domainset the
1415  * pointer is updated.
1416  *
1417  * Format is:
1418  * hex mask word 0,hex mask word 1,...:decimal policy:decimal preferred
1419  */
1420 int
1421 sysctl_handle_domainset(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1422 {
1423         char buf[DOMAINSETBUFSIZ];
1424         struct domainset *dset;
1425         struct domainset key;
1426         int policy, prefer, error;
1427         char *p;
1428
1429         dset = *(struct domainset **)arg1;
1430         error = 0;
1431
1432         if (dset != NULL) {
1433                 p = buf + bitset_strprint(buf, DOMAINSETBUFSIZ,
1434                     (const struct bitset *)&dset->ds_mask, DOMAINSET_SETSIZE);
1435                 sprintf(p, ":%d:%d", dset->ds_policy, dset->ds_prefer);
1436         } else
1437                 sprintf(buf, "<NULL>");
1438         error = sysctl_handle_string(oidp, buf, sizeof(buf), req);
1439         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
1440                 return (error);
1441
1442         /*
1443          * Read in and validate the string.
1444          */
1445         memset(&key, 0, sizeof(key));
1446         p = &buf[bitset_strscan((struct bitset *)&key.ds_mask,
1447             DOMAINSET_SETSIZE, buf)];
1448         if (p == buf)
1449                 return (EINVAL);
1450         if (sscanf(p, ":%d:%d", &policy, &prefer) != 2)
1451                 return (EINVAL);
1452         key.ds_policy = policy;
1453         key.ds_prefer = prefer;
1454
1455         /* Domainset_create() validates the policy.*/
1456         dset = domainset_create(&key);
1457         if (dset == NULL)
1458                 return (EINVAL);
1459         *(struct domainset **)arg1 = dset;
1460
1461         return (error);
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Apply an anonymous mask or a domain to a single thread.
1466  */
1467 static int
1468 _cpuset_setthread(lwpid_t id, cpuset_t *mask, struct domainset *domain)
1469 {
1470         struct setlist cpusets;
1471         struct domainlist domainlist;
1472         struct cpuset *nset;
1473         struct cpuset *set;
1474         struct thread *td;
1475         struct proc *p;
1476         int error;
1477
1478         cpuset_freelist_init(&cpusets, 1);
1479         domainset_freelist_init(&domainlist, domain != NULL);
1480         error = cpuset_which(CPU_WHICH_TID, id, &p, &td, &set);
1481         if (error)
1482                 goto out;
1483         set = NULL;
1484         thread_lock(td);
1485         error = cpuset_shadow(td->td_cpuset, &nset, mask, domain,
1486             &cpusets, &domainlist);
1487         if (error == 0)
1488                 set = cpuset_update_thread(td, nset);
1489         thread_unlock(td);
1490         PROC_UNLOCK(p);
1491         if (set)
1492                 cpuset_rel(set);
1493 out:
1494         cpuset_freelist_free(&cpusets);
1495         domainset_freelist_free(&domainlist);
1496         return (error);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Apply an anonymous mask to a single thread.
1501  */
1502 int
1503 cpuset_setthread(lwpid_t id, cpuset_t *mask)
1504 {
1505
1506         return _cpuset_setthread(id, mask, NULL);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Apply new cpumask to the ithread.
1511  */
1512 int
1513 cpuset_setithread(lwpid_t id, int cpu)
1514 {
1515         cpuset_t mask;
1516
1517         CPU_ZERO(&mask);
1518         if (cpu == NOCPU)
1519                 CPU_COPY(cpuset_root, &mask);
1520         else
1521                 CPU_SET(cpu, &mask);
1522         return _cpuset_setthread(id, &mask, NULL);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Initialize static domainsets after NUMA information is available.  This is
1527  * called before memory allocators are initialized.
1528  */
1529 void
1530 domainset_init(void)
1531 {
1532         struct domainset *dset;
1533         int i;
1534
1535         dset = &domainset_roundrobin;
1536         DOMAINSET_COPY(&all_domains, &dset->ds_mask);
1537         dset->ds_policy = DOMAINSET_POLICY_ROUNDROBIN;
1538         dset->ds_prefer = -1;
1539         _domainset_create(dset, NULL);
1540
1541         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++) {
1542                 dset = &domainset_fixed[i];
1543                 DOMAINSET_ZERO(&dset->ds_mask);
1544                 DOMAINSET_SET(i, &dset->ds_mask);
1545                 dset->ds_policy = DOMAINSET_POLICY_ROUNDROBIN;
1546                 _domainset_create(dset, NULL);
1547
1548                 dset = &domainset_prefer[i];
1549                 DOMAINSET_COPY(&all_domains, &dset->ds_mask);
1550                 dset->ds_policy = DOMAINSET_POLICY_PREFER;
1551                 dset->ds_prefer = i;
1552                 _domainset_create(dset, NULL);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Create the domainset for cpuset 0, 1 and cpuset 2.
1558  */
1559 void
1560 domainset_zero(void)
1561 {
1562         struct domainset *dset, *tmp;
1563
1564         mtx_init(&cpuset_lock, "cpuset", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
1565
1566         dset = &domainset0;
1567         DOMAINSET_COPY(&all_domains, &dset->ds_mask);
1568         dset->ds_policy = DOMAINSET_POLICY_FIRSTTOUCH;
1569         dset->ds_prefer = -1;
1570         curthread->td_domain.dr_policy = _domainset_create(dset, NULL);
1571
1572         domainset_copy(dset, &domainset2);
1573         domainset2.ds_policy = DOMAINSET_POLICY_INTERLEAVE;
1574         kernel_object->domain.dr_policy = _domainset_create(&domainset2, NULL);
1575
1576         /* Remove empty domains from the global policies. */
1577         LIST_FOREACH_SAFE(dset, &cpuset_domains, ds_link, tmp)
1578                 if (domainset_empty_vm(dset))
1579                         LIST_REMOVE(dset, ds_link);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Creates system-wide cpusets and the cpuset for thread0 including three
1584  * sets:
1585  *
1586  * 0 - The root set which should represent all valid processors in the
1587  *     system.  This set is immutable.
1588  * 1 - The default set which all processes are a member of until changed.
1589  *     This allows an administrator to move all threads off of given cpus to
1590  *     dedicate them to high priority tasks or save power etc.
1591  * 2 - The kernel set which allows restriction and policy to be applied only
1592  *     to kernel threads and the kernel_object.
1593  */
1594 struct cpuset *
1595 cpuset_thread0(void)
1596 {
1597         struct cpuset *set;
1598         int i;
1599         int error __unused;
1600
1601         cpuset_zone = uma_zcreate("cpuset", sizeof(struct cpuset), NULL, NULL,
1602             NULL, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
1603         domainset_zone = uma_zcreate("domainset", sizeof(struct domainset),
1604             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_CACHE, 0);
1605
1606         /*
1607          * Create the root system set (0) for the whole machine.  Doesn't use
1608          * cpuset_create() due to NULL parent.
1609          */
1610         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1611         CPU_COPY(&all_cpus, &set->cs_mask);
1612         LIST_INIT(&set->cs_children);
1613         LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
1614         refcount_init(&set->cs_ref, 1);
1615         set->cs_flags = CPU_SET_ROOT | CPU_SET_RDONLY;
1616         set->cs_domain = &domainset0;
1617         cpuset_zero = set;
1618         cpuset_root = &set->cs_mask;
1619
1620         /*
1621          * Now derive a default (1), modifiable set from that to give out.
1622          */
1623         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1624         error = cpuset_init(set, cpuset_zero, NULL, NULL, 1);
1625         KASSERT(error == 0, ("Error creating default set: %d\n", error));
1626         cpuset_default = set;
1627         /*
1628          * Create the kernel set (2).
1629          */
1630         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1631         error = cpuset_init(set, cpuset_zero, NULL, NULL, 2);
1632         KASSERT(error == 0, ("Error creating kernel set: %d\n", error));
1633         set->cs_domain = &domainset2;
1634         cpuset_kernel = set;
1635
1636         /*
1637          * Initialize the unit allocator. 0 and 1 are allocated above.
1638          */
1639         cpuset_unr = new_unrhdr(3, INT_MAX, NULL);
1640
1641         /*
1642          * If MD code has not initialized per-domain cpusets, place all
1643          * CPUs in domain 0.
1644          */
1645         for (i = 0; i < MAXMEMDOM; i++)
1646                 if (!CPU_EMPTY(&cpuset_domain[i]))
1647                         goto domains_set;
1648         CPU_COPY(&all_cpus, &cpuset_domain[0]);
1649 domains_set:
1650
1651         return (cpuset_default);
1652 }
1653
1654 void
1655 cpuset_kernthread(struct thread *td)
1656 {
1657         struct cpuset *set;
1658
1659         thread_lock(td);
1660         set = td->td_cpuset;
1661         td->td_cpuset = cpuset_ref(cpuset_kernel);
1662         thread_unlock(td);
1663         cpuset_rel(set);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Create a cpuset, which would be cpuset_create() but
1668  * mark the new 'set' as root.
1669  *
1670  * We are not going to reparent the td to it.  Use cpuset_setproc_update_set()
1671  * for that.
1672  *
1673  * In case of no error, returns the set in *setp locked with a reference.
1674  */
1675 int
1676 cpuset_create_root(struct prison *pr, struct cpuset **setp)
1677 {
1678         struct cpuset *set;
1679         int error;
1680
1681         KASSERT(pr != NULL, ("[%s:%d] invalid pr", __func__, __LINE__));
1682         KASSERT(setp != NULL, ("[%s:%d] invalid setp", __func__, __LINE__));
1683
1684         set = NULL;
1685         error = cpuset_create(&set, pr->pr_cpuset, &pr->pr_cpuset->cs_mask);
1686         if (error)
1687                 return (error);
1688
1689         KASSERT(set != NULL, ("[%s:%d] cpuset_create returned invalid data",
1690             __func__, __LINE__));
1691
1692         /* Mark the set as root. */
1693         set->cs_flags |= CPU_SET_ROOT;
1694         *setp = set;
1695
1696         return (0);
1697 }
1698
1699 int
1700 cpuset_setproc_update_set(struct proc *p, struct cpuset *set)
1701 {
1702         int error;
1703
1704         KASSERT(p != NULL, ("[%s:%d] invalid proc", __func__, __LINE__));
1705         KASSERT(set != NULL, ("[%s:%d] invalid set", __func__, __LINE__));
1706
1707         cpuset_ref(set);
1708         error = cpuset_setproc(p->p_pid, set, NULL, NULL, true);
1709         if (error)
1710                 return (error);
1711         cpuset_rel(set);
1712         return (0);
1713 }
1714
1715 /*
1716  * In Capability mode, the only accesses that are permitted are to the current
1717  * thread and process' CPU and domain sets.
1718  */
1719 static int
1720 cpuset_check_capabilities(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1721     id_t id)
1722 {
1723         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
1724                 if (level != CPU_LEVEL_WHICH)
1725                         return (ECAPMODE);
1726                 if (which != CPU_WHICH_TID && which != CPU_WHICH_PID)
1727                         return (ECAPMODE);
1728                 if (id != -1 &&
1729                     !(which == CPU_WHICH_TID && id == td->td_tid) &&
1730                     !(which == CPU_WHICH_PID && id == td->td_proc->p_pid))
1731                         return (ECAPMODE);
1732         }
1733         return (0);
1734 }
1735
1736 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1737 struct cpuset_args {
1738         cpusetid_t      *setid;
1739 };
1740 #endif
1741 int
1742 sys_cpuset(struct thread *td, struct cpuset_args *uap)
1743 {
1744         struct cpuset *root;
1745         struct cpuset *set;
1746         int error;
1747
1748         thread_lock(td);
1749         root = cpuset_refroot(td->td_cpuset);
1750         thread_unlock(td);
1751         set = NULL;
1752         error = cpuset_create(&set, root, &root->cs_mask);
1753         cpuset_rel(root);
1754         if (error)
1755                 return (error);
1756         error = copyout(&set->cs_id, uap->setid, sizeof(set->cs_id));
1757         if (error == 0)
1758                 error = cpuset_setproc(-1, set, NULL, NULL, false);
1759         cpuset_rel(set);
1760         return (error);
1761 }
1762
1763 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1764 struct cpuset_setid_args {
1765         cpuwhich_t      which;
1766         id_t            id;
1767         cpusetid_t      setid;
1768 };
1769 #endif
1770 int
1771 sys_cpuset_setid(struct thread *td, struct cpuset_setid_args *uap)
1772 {
1773
1774         return (kern_cpuset_setid(td, uap->which, uap->id, uap->setid));
1775 }
1776
1777 int
1778 kern_cpuset_setid(struct thread *td, cpuwhich_t which,
1779     id_t id, cpusetid_t setid)
1780 {
1781         struct cpuset *set;
1782         int error;
1783
1784         /*
1785          * Presently we only support per-process sets.
1786          */
1787         if (which != CPU_WHICH_PID)
1788                 return (EINVAL);
1789         set = cpuset_lookup(setid, td);
1790         if (set == NULL)
1791                 return (ESRCH);
1792         error = cpuset_setproc(id, set, NULL, NULL, false);
1793         cpuset_rel(set);
1794         return (error);
1795 }
1796
1797 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1798 struct cpuset_getid_args {
1799         cpulevel_t      level;
1800         cpuwhich_t      which;
1801         id_t            id;
1802         cpusetid_t      *setid;
1803 };
1804 #endif
1805 int
1806 sys_cpuset_getid(struct thread *td, struct cpuset_getid_args *uap)
1807 {
1808
1809         return (kern_cpuset_getid(td, uap->level, uap->which, uap->id,
1810             uap->setid));
1811 }
1812
1813 int
1814 kern_cpuset_getid(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1815     id_t id, cpusetid_t *setid)
1816 {
1817         struct cpuset *nset;
1818         struct cpuset *set;
1819         struct thread *ttd;
1820         struct proc *p;
1821         cpusetid_t tmpid;
1822         int error;
1823
1824         if (level == CPU_LEVEL_WHICH && which != CPU_WHICH_CPUSET)
1825                 return (EINVAL);
1826         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1827         if (error)
1828                 return (error);
1829         switch (which) {
1830         case CPU_WHICH_TID:
1831         case CPU_WHICH_PID:
1832                 thread_lock(ttd);
1833                 set = cpuset_refbase(ttd->td_cpuset);
1834                 thread_unlock(ttd);
1835                 PROC_UNLOCK(p);
1836                 break;
1837         case CPU_WHICH_CPUSET:
1838         case CPU_WHICH_JAIL:
1839                 break;
1840         case CPU_WHICH_IRQ:
1841         case CPU_WHICH_DOMAIN:
1842                 return (EINVAL);
1843         }
1844         switch (level) {
1845         case CPU_LEVEL_ROOT:
1846                 nset = cpuset_refroot(set);
1847                 cpuset_rel(set);
1848                 set = nset;
1849                 break;
1850         case CPU_LEVEL_CPUSET:
1851                 break;
1852         case CPU_LEVEL_WHICH:
1853                 break;
1854         }
1855         tmpid = set->cs_id;
1856         cpuset_rel(set);
1857         if (error == 0)
1858                 error = copyout(&tmpid, setid, sizeof(tmpid));
1859
1860         return (error);
1861 }
1862
1863 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1864 struct cpuset_getaffinity_args {
1865         cpulevel_t      level;
1866         cpuwhich_t      which;
1867         id_t            id;
1868         size_t          cpusetsize;
1869         cpuset_t        *mask;
1870 };
1871 #endif
1872 int
1873 sys_cpuset_getaffinity(struct thread *td, struct cpuset_getaffinity_args *uap)
1874 {
1875
1876         return (kern_cpuset_getaffinity(td, uap->level, uap->which,
1877             uap->id, uap->cpusetsize, uap->mask));
1878 }
1879
1880 int
1881 kern_cpuset_getaffinity(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1882     id_t id, size_t cpusetsize, cpuset_t *maskp)
1883 {
1884         struct thread *ttd;
1885         struct cpuset *nset;
1886         struct cpuset *set;
1887         struct proc *p;
1888         cpuset_t *mask;
1889         int error;
1890         size_t size;
1891
1892         if (cpusetsize < sizeof(cpuset_t) || cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
1893                 return (ERANGE);
1894         error = cpuset_check_capabilities(td, level, which, id);
1895         if (error != 0)
1896                 return (error);
1897         size = cpusetsize;
1898         mask = malloc(size, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1899         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1900         if (error)
1901                 goto out;
1902         switch (level) {
1903         case CPU_LEVEL_ROOT:
1904         case CPU_LEVEL_CPUSET:
1905                 switch (which) {
1906                 case CPU_WHICH_TID:
1907                 case CPU_WHICH_PID:
1908                         thread_lock(ttd);
1909                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
1910                         thread_unlock(ttd);
1911                         break;
1912                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1913                 case CPU_WHICH_JAIL:
1914                         break;
1915                 case CPU_WHICH_IRQ:
1916                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1917                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1918                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
1919                         error = EINVAL;
1920                         goto out;
1921                 }
1922                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
1923                         nset = cpuset_refroot(set);
1924                 else
1925                         nset = cpuset_refbase(set);
1926                 CPU_COPY(&nset->cs_mask, mask);
1927                 cpuset_rel(nset);
1928                 break;
1929         case CPU_LEVEL_WHICH:
1930                 switch (which) {
1931                 case CPU_WHICH_TID:
1932                         thread_lock(ttd);
1933                         CPU_COPY(&ttd->td_cpuset->cs_mask, mask);
1934                         thread_unlock(ttd);
1935                         break;
1936                 case CPU_WHICH_PID:
1937                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
1938                                 thread_lock(ttd);
1939                                 CPU_OR(mask, &ttd->td_cpuset->cs_mask);
1940                                 thread_unlock(ttd);
1941                         }
1942                         break;
1943                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1944                 case CPU_WHICH_JAIL:
1945                         CPU_COPY(&set->cs_mask, mask);
1946                         break;
1947                 case CPU_WHICH_IRQ:
1948                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1949                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1950                         error = intr_getaffinity(id, which, mask);
1951                         break;
1952                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
1953                         if (id < 0 || id >= MAXMEMDOM)
1954                                 error = ESRCH;
1955                         else
1956                                 CPU_COPY(&cpuset_domain[id], mask);
1957                         break;
1958                 }
1959                 break;
1960         default:
1961                 error = EINVAL;
1962                 break;
1963         }
1964         if (set)
1965                 cpuset_rel(set);
1966         if (p)
1967                 PROC_UNLOCK(p);
1968         if (error == 0)
1969                 error = copyout(mask, maskp, size);
1970 out:
1971         free(mask, M_TEMP);
1972         return (error);
1973 }
1974
1975 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1976 struct cpuset_setaffinity_args {
1977         cpulevel_t      level;
1978         cpuwhich_t      which;
1979         id_t            id;
1980         size_t          cpusetsize;
1981         const cpuset_t  *mask;
1982 };
1983 #endif
1984 int
1985 sys_cpuset_setaffinity(struct thread *td, struct cpuset_setaffinity_args *uap)
1986 {
1987
1988         return (kern_cpuset_setaffinity(td, uap->level, uap->which,
1989             uap->id, uap->cpusetsize, uap->mask));
1990 }
1991
1992 int
1993 kern_cpuset_setaffinity(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1994     id_t id, size_t cpusetsize, const cpuset_t *maskp)
1995 {
1996         struct cpuset *nset;
1997         struct cpuset *set;
1998         struct thread *ttd;
1999         struct proc *p;
2000         cpuset_t *mask;
2001         int error;
2002
2003         if (cpusetsize < sizeof(cpuset_t) || cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
2004                 return (ERANGE);
2005         error = cpuset_check_capabilities(td, level, which, id);
2006         if (error != 0)
2007                 return (error);
2008         mask = malloc(cpusetsize, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2009         error = copyin(maskp, mask, cpusetsize);
2010         if (error)
2011                 goto out;
2012         /*
2013          * Verify that no high bits are set.
2014          */
2015         if (cpusetsize > sizeof(cpuset_t)) {
2016                 char *end;
2017                 char *cp;
2018
2019                 end = cp = (char *)&mask->__bits;
2020                 end += cpusetsize;
2021                 cp += sizeof(cpuset_t);
2022                 while (cp != end)
2023                         if (*cp++ != 0) {
2024                                 error = EINVAL;
2025                                 goto out;
2026                         }
2027         }
2028         if (CPU_EMPTY(mask)) {
2029                 error = EDEADLK;
2030                 goto out;
2031         }
2032         switch (level) {
2033         case CPU_LEVEL_ROOT:
2034         case CPU_LEVEL_CPUSET:
2035                 error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
2036                 if (error)
2037                         break;
2038                 switch (which) {
2039                 case CPU_WHICH_TID:
2040                 case CPU_WHICH_PID:
2041                         thread_lock(ttd);
2042                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
2043                         thread_unlock(ttd);
2044                         PROC_UNLOCK(p);
2045                         break;
2046                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2047                 case CPU_WHICH_JAIL:
2048                         break;
2049                 case CPU_WHICH_IRQ:
2050                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2051                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2052                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
2053                         error = EINVAL;
2054                         goto out;
2055                 }
2056                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
2057                         nset = cpuset_refroot(set);
2058                 else
2059                         nset = cpuset_refbase(set);
2060                 error = cpuset_modify(nset, mask);
2061                 cpuset_rel(nset);
2062                 cpuset_rel(set);
2063                 break;
2064         case CPU_LEVEL_WHICH:
2065                 switch (which) {
2066                 case CPU_WHICH_TID:
2067                         error = cpuset_setthread(id, mask);
2068                         break;
2069                 case CPU_WHICH_PID:
2070                         error = cpuset_setproc(id, NULL, mask, NULL, false);
2071                         break;
2072                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2073                 case CPU_WHICH_JAIL:
2074                         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
2075                         if (error == 0) {
2076                                 error = cpuset_modify(set, mask);
2077                                 cpuset_rel(set);
2078                         }
2079                         break;
2080                 case CPU_WHICH_IRQ:
2081                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2082                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2083                         error = intr_setaffinity(id, which, mask);
2084                         break;
2085                 default:
2086                         error = EINVAL;
2087                         break;
2088                 }
2089                 break;
2090         default:
2091                 error = EINVAL;
2092                 break;
2093         }
2094 out:
2095         free(mask, M_TEMP);
2096         return (error);
2097 }
2098
2099 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2100 struct cpuset_getdomain_args {
2101         cpulevel_t      level;
2102         cpuwhich_t      which;
2103         id_t            id;
2104         size_t          domainsetsize;
2105         domainset_t     *mask;
2106         int             *policy;
2107 };
2108 #endif
2109 int
2110 sys_cpuset_getdomain(struct thread *td, struct cpuset_getdomain_args *uap)
2111 {
2112
2113         return (kern_cpuset_getdomain(td, uap->level, uap->which,
2114             uap->id, uap->domainsetsize, uap->mask, uap->policy));
2115 }
2116
2117 int
2118 kern_cpuset_getdomain(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
2119     id_t id, size_t domainsetsize, domainset_t *maskp, int *policyp)
2120 {
2121         struct domainset outset;
2122         struct thread *ttd;
2123         struct cpuset *nset;
2124         struct cpuset *set;
2125         struct domainset *dset;
2126         struct proc *p;
2127         domainset_t *mask;
2128         int error;
2129
2130         if (domainsetsize < sizeof(domainset_t) ||
2131             domainsetsize > DOMAINSET_MAXSIZE / NBBY)
2132                 return (ERANGE);
2133         error = cpuset_check_capabilities(td, level, which, id);
2134         if (error != 0)
2135                 return (error);
2136         mask = malloc(domainsetsize, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2137         bzero(&outset, sizeof(outset));
2138         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
2139         if (error)
2140                 goto out;
2141         switch (level) {
2142         case CPU_LEVEL_ROOT:
2143         case CPU_LEVEL_CPUSET:
2144                 switch (which) {
2145                 case CPU_WHICH_TID:
2146                 case CPU_WHICH_PID:
2147                         thread_lock(ttd);
2148                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
2149                         thread_unlock(ttd);
2150                         break;
2151                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2152                 case CPU_WHICH_JAIL:
2153                         break;
2154                 case CPU_WHICH_IRQ:
2155                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2156                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2157                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
2158                         error = EINVAL;
2159                         goto out;
2160                 }
2161                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
2162                         nset = cpuset_refroot(set);
2163                 else
2164                         nset = cpuset_refbase(set);
2165                 domainset_copy(nset->cs_domain, &outset);
2166                 cpuset_rel(nset);
2167                 break;
2168         case CPU_LEVEL_WHICH:
2169                 switch (which) {
2170                 case CPU_WHICH_TID:
2171                         thread_lock(ttd);
2172                         domainset_copy(ttd->td_cpuset->cs_domain, &outset);
2173                         thread_unlock(ttd);
2174                         break;
2175                 case CPU_WHICH_PID:
2176                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
2177                                 thread_lock(ttd);
2178                                 dset = ttd->td_cpuset->cs_domain;
2179                                 /* Show all domains in the proc. */
2180                                 DOMAINSET_OR(&outset.ds_mask, &dset->ds_mask);
2181                                 /* Last policy wins. */
2182                                 outset.ds_policy = dset->ds_policy;
2183                                 outset.ds_prefer = dset->ds_prefer;
2184                                 thread_unlock(ttd);
2185                         }
2186                         break;
2187                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2188                 case CPU_WHICH_JAIL:
2189                         domainset_copy(set->cs_domain, &outset);
2190                         break;
2191                 case CPU_WHICH_IRQ:
2192                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2193                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2194                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
2195                         error = EINVAL;
2196                         break;
2197                 }
2198                 break;
2199         default:
2200                 error = EINVAL;
2201                 break;
2202         }
2203         if (set)
2204                 cpuset_rel(set);
2205         if (p)
2206                 PROC_UNLOCK(p);
2207         /*
2208          * Translate prefer into a set containing only the preferred domain,
2209          * not the entire fallback set.
2210          */
2211         if (outset.ds_policy == DOMAINSET_POLICY_PREFER) {
2212                 DOMAINSET_ZERO(&outset.ds_mask);
2213                 DOMAINSET_SET(outset.ds_prefer, &outset.ds_mask);
2214         }
2215         DOMAINSET_COPY(&outset.ds_mask, mask);
2216         if (error == 0)
2217                 error = copyout(mask, maskp, domainsetsize);
2218         if (error == 0)
2219                 if (suword32(policyp, outset.ds_policy) != 0)
2220                         error = EFAULT;
2221 out:
2222         free(mask, M_TEMP);
2223         return (error);
2224 }
2225
2226 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2227 struct cpuset_setdomain_args {
2228         cpulevel_t      level;
2229         cpuwhich_t      which;
2230         id_t            id;
2231         size_t          domainsetsize;
2232         domainset_t     *mask;
2233         int             policy;
2234 };
2235 #endif
2236 int
2237 sys_cpuset_setdomain(struct thread *td, struct cpuset_setdomain_args *uap)
2238 {
2239
2240         return (kern_cpuset_setdomain(td, uap->level, uap->which,
2241             uap->id, uap->domainsetsize, uap->mask, uap->policy));
2242 }
2243
2244 int
2245 kern_cpuset_setdomain(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
2246     id_t id, size_t domainsetsize, const domainset_t *maskp, int policy)
2247 {
2248         struct cpuset *nset;
2249         struct cpuset *set;
2250         struct thread *ttd;
2251         struct proc *p;
2252         struct domainset domain;
2253         domainset_t *mask;
2254         int error;
2255
2256         if (domainsetsize < sizeof(domainset_t) ||
2257             domainsetsize > DOMAINSET_MAXSIZE / NBBY)
2258                 return (ERANGE);
2259         if (policy <= DOMAINSET_POLICY_INVALID ||
2260             policy > DOMAINSET_POLICY_MAX)
2261                 return (EINVAL);
2262         error = cpuset_check_capabilities(td, level, which, id);
2263         if (error != 0)
2264                 return (error);
2265         memset(&domain, 0, sizeof(domain));
2266         mask = malloc(domainsetsize, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2267         error = copyin(maskp, mask, domainsetsize);
2268         if (error)
2269                 goto out;
2270         /*
2271          * Verify that no high bits are set.
2272          */
2273         if (domainsetsize > sizeof(domainset_t)) {
2274                 char *end;
2275                 char *cp;
2276
2277                 end = cp = (char *)&mask->__bits;
2278                 end += domainsetsize;
2279                 cp += sizeof(domainset_t);
2280                 while (cp != end)
2281                         if (*cp++ != 0) {
2282                                 error = EINVAL;
2283                                 goto out;
2284                         }
2285         }
2286         if (DOMAINSET_EMPTY(mask)) {
2287                 error = EDEADLK;
2288                 goto out;
2289         }
2290         DOMAINSET_COPY(mask, &domain.ds_mask);
2291         domain.ds_policy = policy;
2292
2293         /*
2294          * Sanitize the provided mask.
2295          */
2296         if (!DOMAINSET_SUBSET(&all_domains, &domain.ds_mask)) {
2297                 error = EINVAL;
2298                 goto out;
2299         }
2300
2301         /* Translate preferred policy into a mask and fallback. */
2302         if (policy == DOMAINSET_POLICY_PREFER) {
2303                 /* Only support a single preferred domain. */
2304                 if (DOMAINSET_COUNT(&domain.ds_mask) != 1) {
2305                         error = EINVAL;
2306                         goto out;
2307                 }
2308                 domain.ds_prefer = DOMAINSET_FFS(&domain.ds_mask) - 1;
2309                 /* This will be constrained by domainset_shadow(). */
2310                 DOMAINSET_COPY(&all_domains, &domain.ds_mask);
2311         }
2312
2313         /*
2314          * When given an impossible policy, fall back to interleaving
2315          * across all domains.
2316          */
2317         if (domainset_empty_vm(&domain))
2318                 domainset_copy(&domainset2, &domain);
2319
2320         switch (level) {
2321         case CPU_LEVEL_ROOT:
2322         case CPU_LEVEL_CPUSET:
2323                 error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
2324                 if (error)
2325                         break;
2326                 switch (which) {
2327                 case CPU_WHICH_TID:
2328                 case CPU_WHICH_PID:
2329                         thread_lock(ttd);
2330                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
2331                         thread_unlock(ttd);
2332                         PROC_UNLOCK(p);
2333                         break;
2334                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2335                 case CPU_WHICH_JAIL:
2336                         break;
2337                 case CPU_WHICH_IRQ:
2338                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2339                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2340                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
2341                         error = EINVAL;
2342                         goto out;
2343                 }
2344                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
2345                         nset = cpuset_refroot(set);
2346                 else
2347                         nset = cpuset_refbase(set);
2348                 error = cpuset_modify_domain(nset, &domain);
2349                 cpuset_rel(nset);
2350                 cpuset_rel(set);
2351                 break;
2352         case CPU_LEVEL_WHICH:
2353                 switch (which) {
2354                 case CPU_WHICH_TID:
2355                         error = _cpuset_setthread(id, NULL, &domain);
2356                         break;
2357                 case CPU_WHICH_PID:
2358                         error = cpuset_setproc(id, NULL, NULL, &domain, false);
2359                         break;
2360                 case CPU_WHICH_CPUSET:
2361                 case CPU_WHICH_JAIL:
2362                         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
2363                         if (error == 0) {
2364                                 error = cpuset_modify_domain(set, &domain);
2365                                 cpuset_rel(set);
2366                         }
2367                         break;
2368                 case CPU_WHICH_IRQ:
2369                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
2370                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
2371                 default:
2372                         error = EINVAL;
2373                         break;
2374                 }
2375                 break;
2376         default:
2377                 error = EINVAL;
2378                 break;
2379         }
2380 out:
2381         free(mask, M_TEMP);
2382         return (error);
2383 }
2384
2385 #ifdef DDB
2386
2387 static void
2388 ddb_display_bitset(const struct bitset *set, int size)
2389 {
2390         int bit, once;
2391
2392         for (once = 0, bit = 0; bit < size; bit++) {
2393                 if (CPU_ISSET(bit, set)) {
2394                         if (once == 0) {
2395                                 db_printf("%d", bit);
2396                                 once = 1;
2397                         } else
2398                                 db_printf(",%d", bit);
2399                 }
2400         }
2401         if (once == 0)
2402                 db_printf("<none>");
2403 }
2404
2405 void
2406 ddb_display_cpuset(const cpuset_t *set)
2407 {
2408         ddb_display_bitset((const struct bitset *)set, CPU_SETSIZE);
2409 }
2410
2411 static void
2412 ddb_display_domainset(const domainset_t *set)
2413 {
2414         ddb_display_bitset((const struct bitset *)set, DOMAINSET_SETSIZE);
2415 }
2416
2417 DB_SHOW_COMMAND(cpusets, db_show_cpusets)
2418 {
2419         struct cpuset *set;
2420
2421         LIST_FOREACH(set, &cpuset_ids, cs_link) {
2422                 db_printf("set=%p id=%-6u ref=%-6d flags=0x%04x parent id=%d\n",
2423                     set, set->cs_id, refcount_load(&set->cs_ref), set->cs_flags,
2424                     (set->cs_parent != NULL) ? set->cs_parent->cs_id : 0);
2425                 db_printf("  cpu mask=");
2426                 ddb_display_cpuset(&set->cs_mask);
2427                 db_printf("\n");
2428                 db_printf("  domain policy %d prefer %d mask=",
2429                     set->cs_domain->ds_policy, set->cs_domain->ds_prefer);
2430                 ddb_display_domainset(&set->cs_domain->ds_mask);
2431                 db_printf("\n");
2432                 if (db_pager_quit)
2433                         break;
2434         }
2435 }
2436
2437 DB_SHOW_COMMAND(domainsets, db_show_domainsets)
2438 {
2439         struct domainset *set;
2440
2441         LIST_FOREACH(set, &cpuset_domains, ds_link) {
2442                 db_printf("set=%p policy %d prefer %d cnt %d\n",
2443                     set, set->ds_policy, set->ds_prefer, set->ds_cnt);
2444                 db_printf("  mask =");
2445                 ddb_display_domainset(&set->ds_mask);
2446                 db_printf("\n");
2447         }
2448 }
2449 #endif /* DDB */