sys/kern/kern_cpuset.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2008,  Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2008 Nokia Corporation
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  13  *    disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  19  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  20  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  21  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  22  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  23  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  24  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  25  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  26  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  27  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/systm.h>
  36 #include <sys/sysproto.h>
  37 #include <sys/kernel.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40 #include <sys/mutex.h>
  41 #include <sys/priv.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/refcount.h>
  44 #include <sys/sched.h>
  45 #include <sys/smp.h>
  46 #include <sys/syscallsubr.h>
  47 #include <sys/cpuset.h>
  48 #include <sys/sx.h>
  49 #include <sys/refcount.h>
  50 #include <sys/queue.h>
  51 #include <sys/limits.h>
  52 #include <sys/bus.h>
  53 #include <sys/interrupt.h>
  54
  55 #include <vm/uma.h>
  56
  57 /*
  58  * cpusets provide a mechanism for creating and manipulating sets of
  59  * processors for the purpose of constraining the scheduling of threads to
  60  * specific processors.
  61  *
  62  * Each process belongs to an identified set, by default this is set 1.  Each
  63  * thread may further restrict the cpus it may run on to a subset of this
  64  * named set.  This creates an anonymous set which other threads and processes
  65  * may not join by number.
  66  *
  67  * The named set is referred to herein as the 'base' set to avoid ambiguity.
  68  * This set is usually a child of a 'root' set while the anonymous set may
  69  * simply be referred to as a mask.  In the syscall api these are referred to
  70  * as the ROOT, CPUSET, and MASK levels where CPUSET is called 'base' here.
  71  *
  72  * Threads inherit their set from their creator whether it be anonymous or
  73  * not.  This means that anonymous sets are immutable because they may be
  74  * shared.  To modify an anonymous set a new set is created with the desired
  75  * mask and the same parent as the existing anonymous set.  This gives the
  76  * illusion of each thread having a private mask.A
  77  *
  78  * Via the syscall apis a user may ask to retrieve or modify the root, base,
  79  * or mask that is discovered via a pid, tid, or setid.  Modifying a set
  80  * modifies all numbered and anonymous child sets to comply with the new mask.
  81  * Modifying a pid or tid's mask applies only to that tid but must still
  82  * exist within the assigned parent set.
  83  *
  84  * A thread may not be assigned to a a group seperate from other threads in
  85  * the process.  This is to remove ambiguity when the setid is queried with
  86  * a pid argument.  There is no other technical limitation.
  87  *
  88  * This somewhat complex arrangement is intended to make it easy for
  89  * applications to query available processors and bind their threads to
  90  * specific processors while also allowing administrators to dynamically
  91  * reprovision by changing sets which apply to groups of processes.
  92  *
  93  * A simple application should not concern itself with sets at all and
  94  * rather apply masks to its own threads via CPU_WHICH_TID and a -1 id
  95  * meaning 'curthread'.  It may query availble cpus for that tid with a
  96  * getaffinity call using (CPU_LEVEL_CPUSET, CPU_WHICH_PID, -1, ...).
  97  */
  98 static uma_zone_t cpuset_zone;
  99 static struct mtx cpuset_lock;
 100 static struct setlist cpuset_ids;
 101 static struct unrhdr *cpuset_unr;
 102 static struct cpuset *cpuset_zero;
 103
 104 cpuset_t *cpuset_root;
 105
 106 /*
 107  * Acquire a reference to a cpuset, all pointers must be tracked with refs.
 108  */
 109 struct cpuset *
 110 cpuset_ref(struct cpuset *set)
 111 {
 112
 113         refcount_acquire(&set->cs_ref);
 114         return (set);
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Release a reference in a context where it is safe to allocte.
 119  */
 120 void
 121 cpuset_rel(struct cpuset *set)
 122 {
 123         cpusetid_t id;
 124
 125         if (refcount_release(&set->cs_ref) == 0)
 126                 return;
 127         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 128         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
 129         id = set->cs_id;
 130         if (id != CPUSET_INVALID)
 131                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
 132         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 133         cpuset_rel(set->cs_parent);
 134         uma_zfree(cpuset_zone, set);
 135         if (id != CPUSET_INVALID)
 136                 free_unr(cpuset_unr, id);
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Deferred release must be used when in a context that is not safe to
 141  * allocate/free.  This places any unreferenced sets on the list 'head'.
 142  */
 143 static void
 144 cpuset_rel_defer(struct setlist *head, struct cpuset *set)
 145 {
 146
 147         if (refcount_release(&set->cs_ref) == 0)
 148                 return;
 149         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 150         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
 151         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
 152                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
 153         LIST_INSERT_HEAD(head, set, cs_link);
 154         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Complete a deferred release.  Removes the set from the list provided to
 159  * cpuset_rel_defer.
 160  */
 161 static void
 162 cpuset_rel_complete(struct cpuset *set)
 163 {
 164         LIST_REMOVE(set, cs_link);
 165         cpuset_rel(set->cs_parent);
 166         uma_zfree(cpuset_zone, set);
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Find a set based on an id.  Returns it with a ref.
 171  */
 172 static struct cpuset *
 173 cpuset_lookup(cpusetid_t setid)
 174 {
 175         struct cpuset *set;
 176
 177         if (setid == CPUSET_INVALID)
 178                 return (NULL);
 179         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 180         LIST_FOREACH(set, &cpuset_ids, cs_link)
 181                 if (set->cs_id == setid)
 182                         break;
 183         if (set)
 184                 cpuset_ref(set);
 185         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 186         return (set);
 187 }
 188
 189 /*
 190  * Create a set in the space provided in 'set' with the provided parameters.
 191  * The set is returned with a single ref.  May return EDEADLK if the set
 192  * will have no valid cpu based on restrictions from the parent.
 193  */
 194 static int
 195 _cpuset_create(struct cpuset *set, struct cpuset *parent, cpuset_t *mask,
 196     cpusetid_t id)
 197 {
 198
 199         if (!CPU_OVERLAP(&parent->cs_mask, mask))
 200                 return (EDEADLK);
 201         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
 202         LIST_INIT(&set->cs_children);
 203         refcount_init(&set->cs_ref, 1);
 204         set->cs_flags = 0;
 205         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 206         CPU_AND(mask, &parent->cs_mask);
 207         set->cs_id = id;
 208         set->cs_parent = cpuset_ref(parent);
 209         LIST_INSERT_HEAD(&parent->cs_children, set, cs_siblings);
 210         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
 211                 LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
 212         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 213
 214         return (0);
 215 }
 216
 217 /*
 218  * Create a new non-anonymous set with the requested parent and mask.  May
 219  * return failures if the mask is invalid or a new number can not be
 220  * allocated.
 221  */
 222 static int
 223 cpuset_create(struct cpuset **setp, struct cpuset *parent, cpuset_t *mask)
 224 {
 225         struct cpuset *set;
 226         cpusetid_t id;
 227         int error;
 228
 229         id = alloc_unr(cpuset_unr);
 230         if (id == -1)
 231                 return (ENFILE);
 232         *setp = set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
 233         error = _cpuset_create(set, parent, mask, id);
 234         if (error == 0)
 235                 return (0);
 236         free_unr(cpuset_unr, id);
 237         uma_zfree(cpuset_zone, set);
 238
 239         return (error);
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Recursively check for errors that would occur from applying mask to
 244  * the tree of sets starting at 'set'.  Checks for sets that would become
 245  * empty as well as RDONLY flags.
 246  */
 247 static int
 248 cpuset_testupdate(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 249 {
 250         struct cpuset *nset;
 251         cpuset_t newmask;
 252         int error;
 253
 254         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 255         if (set->cs_flags & CPU_SET_RDONLY)
 256                 return (EPERM);
 257         if (!CPU_OVERLAP(&set->cs_mask, mask))
 258                 return (EDEADLK);
 259         CPU_COPY(&set->cs_mask, &newmask);
 260         CPU_AND(&newmask, mask);
 261         error = 0;
 262         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 263                 if ((error = cpuset_testupdate(nset, &newmask)) != 0)
 264                         break;
 265         return (error);
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Applies the mask 'mask' without checking for empty sets or permissions.
 270  */
 271 static void
 272 cpuset_update(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 273 {
 274         struct cpuset *nset;
 275
 276         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
 277         CPU_AND(&set->cs_mask, mask);
 278         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings)
 279                 cpuset_update(nset, &set->cs_mask);
 280
 281         return;
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Modify the set 'set' to use a copy of the mask provided.  Apply this new
 286  * mask to restrict all children in the tree.  Checks for validity before
 287  * applying the changes.
 288  */
 289 static int
 290 cpuset_modify(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 291 {
 292         struct cpuset *root;
 293         int error;
 294
 295         error = priv_check(curthread, PRIV_SCHED_CPUSET);
 296         if (error)
 297                 return (error);
 298         /*
 299          * Verify that we have access to this set of
 300          * cpus.
 301          */
 302         root = set->cs_parent;
 303         if (root && !CPU_SUBSET(&root->cs_mask, mask))
 304                 return (EINVAL);
 305         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
 306         error = cpuset_testupdate(set, mask);
 307         if (error)
 308                 goto out;
 309         cpuset_update(set, mask);
 310         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
 311 out:
 312         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
 313
 314         return (error);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Walks up the tree from 'set' to find the root.  Returns the root
 319  * referenced.
 320  */
 321 static struct cpuset *
 322 cpuset_refroot(struct cpuset *set)
 323 {
 324
 325         for (; set->cs_parent != NULL; set = set->cs_parent)
 326                 if (set->cs_flags & CPU_SET_ROOT)
 327                         break;
 328         cpuset_ref(set);
 329
 330         return (set);
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Find the first non-anonymous set starting from 'set'.  Returns this set
 335  * referenced.  May return the passed in set with an extra ref if it is
 336  * not anonymous.
 337  */
 338 static struct cpuset *
 339 cpuset_refbase(struct cpuset *set)
 340 {
 341
 342         if (set->cs_id == CPUSET_INVALID)
 343                 set = set->cs_parent;
 344         cpuset_ref(set);
 345
 346         return (set);
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Resolve the 'which' parameter of several cpuset apis.
 351  *
 352  * For WHICH_PID and WHICH_TID return a locked proc and valid proc/tid.  Also
 353  * checks for permission via p_cansched().
 354  *
 355  * For WHICH_SET returns a valid set with a new reference.
 356  *
 357  * -1 may be supplied for any argument to mean the current proc/thread or
 358  * the base set of the current thread.  May fail with ESRCH/EPERM.
 359  */
 360 static int
 361 cpuset_which(cpuwhich_t which, id_t id, struct proc **pp, struct thread **tdp,
 362     struct cpuset **setp)
 363 {
 364         struct cpuset *set;
 365         struct thread *td;
 366         struct proc *p;
 367         int error;
 368
 369         *pp = p = NULL;
 370         *tdp = td = NULL;
 371         *setp = set = NULL;
 372         switch (which) {
 373         case CPU_WHICH_PID:
 374                 if (id == -1) {
 375                         PROC_LOCK(curproc);
 376                         p = curproc;
 377                         break;
 378                 }
 379                 if ((p = pfind(id)) == NULL)
 380                         return (ESRCH);
 381                 break;
 382         case CPU_WHICH_TID:
 383                 if (id == -1) {
 384                         PROC_LOCK(curproc);
 385                         p = curproc;
 386                         td = curthread;
 387                         break;
 388                 }
 389                 sx_slock(&allproc_lock);
 390                 FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 391                         PROC_LOCK(p);
 392                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td)
 393                                 if (td->td_tid == id)
 394                                         break;
 395                         if (td != NULL)
 396                                 break;
 397                         PROC_UNLOCK(p);
 398                 }
 399                 sx_sunlock(&allproc_lock);
 400                 if (td == NULL)
 401                         return (ESRCH);
 402                 break;
 403         case CPU_WHICH_CPUSET:
 404                 if (id == -1) {
 405                         thread_lock(curthread);
 406                         set = cpuset_refbase(curthread->td_cpuset);
 407                         thread_unlock(curthread);
 408                 } else
 409                         set = cpuset_lookup(id);
 410                 if (set) {
 411                         *setp = set;
 412                         return (0);
 413                 }
 414                 return (ESRCH);
 415         case CPU_WHICH_IRQ:
 416                 return (0);
 417         default:
 418                 return (EINVAL);
 419         }
 420         error = p_cansched(curthread, p);
 421         if (error) {
 422                 PROC_UNLOCK(p);
 423                 return (error);
 424         }
 425         if (td == NULL)
 426                 td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
 427         *pp = p;
 428         *tdp = td;
 429         return (0);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * Create an anonymous set with the provided mask in the space provided by
 434  * 'fset'.  If the passed in set is anonymous we use its parent otherwise
 435  * the new set is a child of 'set'.
 436  */
 437 static int
 438 cpuset_shadow(struct cpuset *set, struct cpuset *fset, cpuset_t *mask)
 439 {
 440         struct cpuset *parent;
 441
 442         if (set->cs_id == CPUSET_INVALID)
 443                 parent = set->cs_parent;
 444         else
 445                 parent = set;
 446         if (!CPU_SUBSET(&parent->cs_mask, mask))
 447                 return (EDEADLK);
 448         return (_cpuset_create(fset, parent, mask, CPUSET_INVALID));
 449 }
 450
 451 /*
 452  * Handle two cases for replacing the base set or mask of an entire process.
 453  *
 454  * 1) Set is non-null and mask is null.  This reparents all anonymous sets
 455  *    to the provided set and replaces all non-anonymous td_cpusets with the
 456  *    provided set.
 457  * 2) Mask is non-null and set is null.  This replaces or creates anonymous
 458  *    sets for every thread with the existing base as a parent.
 459  *
 460  * This is overly complicated because we can't allocate while holding a
 461  * spinlock and spinlocks must be held while changing and examining thread
 462  * state.
 463  */
 464 static int
 465 cpuset_setproc(pid_t pid, struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
 466 {
 467         struct setlist freelist;
 468         struct setlist droplist;
 469         struct cpuset *tdset;
 470         struct cpuset *nset;
 471         struct thread *td;
 472         struct proc *p;
 473         int threads;
 474         int nfree;
 475         int error;
 476         /*
 477          * The algorithm requires two passes due to locking considerations.
 478          *
 479          * 1) Lookup the process and acquire the locks in the required order.
 480          * 2) If enough cpusets have not been allocated release the locks and
 481          *    allocate them.  Loop.
 482          */
 483         LIST_INIT(&freelist);
 484         LIST_INIT(&droplist);
 485         nfree = 0;
 486         for (;;) {
 487                 error = cpuset_which(CPU_WHICH_PID, pid, &p, &td, &nset);
 488                 if (error)
 489                         goto out;
 490                 if (nfree >= p->p_numthreads)
 491                         break;
 492                 threads = p->p_numthreads;
 493                 PROC_UNLOCK(p);
 494                 for (; nfree < threads; nfree++) {
 495                         nset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
 496                         LIST_INSERT_HEAD(&freelist, nset, cs_link);
 497                 }
 498         }
 499         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 500         /*
 501          * Now that the appropriate locks are held and we have enough cpusets,
 502          * make sure the operation will succeed before applying changes.  The
 503          * proc lock prevents td_cpuset from changing between calls.
 504          */
 505         error = 0;
 506         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 507                 thread_lock(td);
 508                 tdset = td->td_cpuset;
 509                 /*
 510                  * Verify that a new mask doesn't specify cpus outside of
 511                  * the set the thread is a member of.
 512                  */
 513                 if (mask) {
 514                         if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID)
 515                                 tdset = tdset->cs_parent;
 516                         if (!CPU_SUBSET(&tdset->cs_mask, mask))
 517                                 error = EDEADLK;
 518                 /*
 519                  * Verify that a new set won't leave an existing thread
 520                  * mask without a cpu to run on.  It can, however, restrict
 521                  * the set.
 522                  */
 523                 } else if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID) {
 524                         if (!CPU_OVERLAP(&set->cs_mask, &tdset->cs_mask))
 525                                 error = EDEADLK;
 526                 }
 527                 thread_unlock(td);
 528                 if (error)
 529                         goto unlock_out;
 530         }
 531         /*
 532          * Replace each thread's cpuset while using deferred release.  We
 533          * must do this because the thread lock must be held while operating
 534          * on the thread and this limits the type of operations allowed.
 535          */
 536         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
 537                 thread_lock(td);
 538                 /*
 539                  * If we presently have an anonymous set or are applying a
 540                  * mask we must create an anonymous shadow set.  That is
 541                  * either parented to our existing base or the supplied set.
 542                  *
 543                  * If we have a base set with no anonymous shadow we simply
 544                  * replace it outright.
 545                  */
 546                 tdset = td->td_cpuset;
 547                 if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID || mask) {
 548                         nset = LIST_FIRST(&freelist);
 549                         LIST_REMOVE(nset, cs_link);
 550                         if (mask)
 551                                 error = cpuset_shadow(tdset, nset, mask);
 552                         else
 553                                 error = _cpuset_create(nset, set,
 554                                     &tdset->cs_mask, CPUSET_INVALID);
 555                         if (error) {
 556                                 LIST_INSERT_HEAD(&freelist, nset, cs_link);
 557                                 thread_unlock(td);
 558                                 break;
 559                         }
 560                 } else
 561                         nset = cpuset_ref(set);
 562                 cpuset_rel_defer(&droplist, tdset);
 563                 td->td_cpuset = nset;
 564                 sched_affinity(td);
 565                 thread_unlock(td);
 566         }
 567 unlock_out:
 568         PROC_UNLOCK(p);
 569 out:
 570         while ((nset = LIST_FIRST(&droplist)) != NULL)
 571                 cpuset_rel_complete(nset);
 572         while ((nset = LIST_FIRST(&freelist)) != NULL) {
 573                 LIST_REMOVE(nset, cs_link);
 574                 uma_zfree(cpuset_zone, nset);
 575         }
 576         return (error);
 577 }
 578
 579 /*
 580  * Apply an anonymous mask to a single thread.
 581  */
 582 int
 583 cpuset_setthread(lwpid_t id, cpuset_t *mask)
 584 {
 585         struct cpuset *nset;
 586         struct cpuset *set;
 587         struct thread *td;
 588         struct proc *p;
 589         int error;
 590
 591         nset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
 592         error = cpuset_which(CPU_WHICH_TID, id, &p, &td, &set);
 593         if (error)
 594                 goto out;
 595         set = NULL;
 596         thread_lock(td);
 597         error = cpuset_shadow(td->td_cpuset, nset, mask);
 598         if (error == 0) {
 599                 set = td->td_cpuset;
 600                 td->td_cpuset = nset;
 601                 sched_affinity(td);
 602                 nset = NULL;
 603         }
 604         thread_unlock(td);
 605         PROC_UNLOCK(p);
 606         if (set)
 607                 cpuset_rel(set);
 608 out:
 609         if (nset)
 610                 uma_zfree(cpuset_zone, nset);
 611         return (error);
 612 }
 613
 614 /*
 615  * Creates the cpuset for thread0.  We make two sets:
 616  *
 617  * 0 - The root set which should represent all valid processors in the
 618  *     system.  It is initially created with a mask of all processors
 619  *     because we don't know what processors are valid until cpuset_init()
 620  *     runs.  This set is immutable.
 621  * 1 - The default set which all processes are a member of until changed.
 622  *     This allows an administrator to move all threads off of given cpus to
 623  *     dedicate them to high priority tasks or save power etc.
 624  */
 625 struct cpuset *
 626 cpuset_thread0(void)
 627 {
 628         struct cpuset *set;
 629         int error;
 630
 631         cpuset_zone = uma_zcreate("cpuset", sizeof(struct cpuset), NULL, NULL,
 632             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 633         mtx_init(&cpuset_lock, "cpuset", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
 634         /*
 635          * Create the root system set for the whole machine.  Doesn't use
 636          * cpuset_create() due to NULL parent.
 637          */
 638         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
 639         set->cs_mask.__bits[0] = -1;
 640         LIST_INIT(&set->cs_children);
 641         LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
 642         set->cs_ref = 1;
 643         set->cs_flags = CPU_SET_ROOT;
 644         cpuset_zero = set;
 645         cpuset_root = &set->cs_mask;
 646         /*
 647          * Now derive a default, modifiable set from that to give out.
 648          */
 649         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
 650         error = _cpuset_create(set, cpuset_zero, &cpuset_zero->cs_mask, 1);
 651         KASSERT(error == 0, ("Error creating default set: %d\n", error));
 652         /*
 653          * Initialize the unit allocator. 0 and 1 are allocated above.
 654          */
 655         cpuset_unr = new_unrhdr(2, INT_MAX, NULL);
 656
 657         return (set);
 658 }
 659
 660 /*
 661  * This is called once the final set of system cpus is known.  Modifies
 662  * the root set and all children and mark the root readonly.
 663  */
 664 static void
 665 cpuset_init(void *arg)
 666 {
 667         cpuset_t mask;
 668
 669         CPU_ZERO(&mask);
 670 #ifdef SMP
 671         mask.__bits[0] = all_cpus;
 672 #else
 673         mask.__bits[0] = 1;
 674 #endif
 675         if (cpuset_modify(cpuset_zero, &mask))
 676                 panic("Can't set initial cpuset mask.\n");
 677         cpuset_zero->cs_flags |= CPU_SET_RDONLY;
 678 }
 679 SYSINIT(cpuset, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, cpuset_init, NULL);
 680
 681 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 682 struct cpuset_args {
 683         cpusetid_t      *setid;
 684 };
 685 #endif
 686 int
 687 cpuset(struct thread *td, struct cpuset_args *uap)
 688 {
 689         struct cpuset *root;
 690         struct cpuset *set;
 691         int error;
 692
 693         thread_lock(td);
 694         root = cpuset_refroot(td->td_cpuset);
 695         thread_unlock(td);
 696         error = cpuset_create(&set, root, &root->cs_mask);
 697         cpuset_rel(root);
 698         if (error)
 699                 return (error);
 700         error = copyout(&set->cs_id, uap->setid, sizeof(set->cs_id));
 701         if (error == 0)
 702                 error = cpuset_setproc(-1, set, NULL);
 703         cpuset_rel(set);
 704         return (error);
 705 }
 706
 707 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 708 struct cpuset_setid_args {
 709         cpuwhich_t      which;
 710         id_t            id;
 711         cpusetid_t      setid;
 712 };
 713 #endif
 714 int
 715 cpuset_setid(struct thread *td, struct cpuset_setid_args *uap)
 716 {
 717         struct cpuset *set;
 718         int error;
 719
 720         /*
 721          * Presently we only support per-process sets.
 722          */
 723         if (uap->which != CPU_WHICH_PID)
 724                 return (EINVAL);
 725         set = cpuset_lookup(uap->setid);
 726         if (set == NULL)
 727                 return (ESRCH);
 728         error = cpuset_setproc(uap->id, set, NULL);
 729         cpuset_rel(set);
 730         return (error);
 731 }
 732
 733 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 734 struct cpuset_getid_args {
 735         cpulevel_t      level;
 736         cpuwhich_t      which;
 737         id_t            id;
 738         cpusetid_t      *setid;
 739 #endif
 740 int
 741 cpuset_getid(struct thread *td, struct cpuset_getid_args *uap)
 742 {
 743         struct cpuset *nset;
 744         struct cpuset *set;
 745         struct thread *ttd;
 746         struct proc *p;
 747         cpusetid_t id;
 748         int error;
 749
 750         if (uap->level == CPU_LEVEL_WHICH && uap->which != CPU_WHICH_CPUSET)
 751                 return (EINVAL);
 752         error = cpuset_which(uap->which, uap->id, &p, &ttd, &set);
 753         if (error)
 754                 return (error);
 755         switch (uap->which) {
 756         case CPU_WHICH_TID:
 757         case CPU_WHICH_PID:
 758                 thread_lock(ttd);
 759                 set = cpuset_refbase(ttd->td_cpuset);
 760                 thread_unlock(ttd);
 761                 PROC_UNLOCK(p);
 762                 break;
 763         case CPU_WHICH_CPUSET:
 764                 break;
 765         case CPU_WHICH_IRQ:
 766                 return (EINVAL);
 767         }
 768         switch (uap->level) {
 769         case CPU_LEVEL_ROOT:
 770                 nset = cpuset_refroot(set);
 771                 cpuset_rel(set);
 772                 set = nset;
 773                 break;
 774         case CPU_LEVEL_CPUSET:
 775                 break;
 776         case CPU_LEVEL_WHICH:
 777                 break;
 778         }
 779         id = set->cs_id;
 780         cpuset_rel(set);
 781         if (error == 0)
 782                 error = copyout(&id, uap->setid, sizeof(id));
 783
 784         return (error);
 785 }
 786
 787 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 788 struct cpuset_getaffinity_args {
 789         cpulevel_t      level;
 790         cpuwhich_t      which;
 791         id_t            id;
 792         size_t          cpusetsize;
 793         cpuset_t        *mask;
 794 };
 795 #endif
 796 int
 797 cpuset_getaffinity(struct thread *td, struct cpuset_getaffinity_args *uap)
 798 {
 799         struct thread *ttd;
 800         struct cpuset *nset;
 801         struct cpuset *set;
 802         struct proc *p;
 803         cpuset_t *mask;
 804         int error;
 805         size_t size;
 806
 807         if (uap->cpusetsize < sizeof(cpuset_t) ||
 808             uap->cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
 809                 return (ERANGE);
 810         size = uap->cpusetsize;
 811         mask = malloc(size, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
 812         error = cpuset_which(uap->which, uap->id, &p, &ttd, &set);
 813         if (error)
 814                 goto out;
 815         switch (uap->level) {
 816         case CPU_LEVEL_ROOT:
 817         case CPU_LEVEL_CPUSET:
 818                 switch (uap->which) {
 819                 case CPU_WHICH_TID:
 820                 case CPU_WHICH_PID:
 821                         thread_lock(ttd);
 822                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
 823                         thread_unlock(ttd);
 824                         break;
 825                 case CPU_WHICH_CPUSET:
 826                         break;
 827                 case CPU_WHICH_IRQ:
 828                         error = EINVAL;
 829                         goto out;
 830                 }
 831                 if (uap->level == CPU_LEVEL_ROOT)
 832                         nset = cpuset_refroot(set);
 833                 else
 834                         nset = cpuset_refbase(set);
 835                 CPU_COPY(&nset->cs_mask, mask);
 836                 cpuset_rel(nset);
 837                 break;
 838         case CPU_LEVEL_WHICH:
 839                 switch (uap->which) {
 840                 case CPU_WHICH_TID:
 841                         thread_lock(ttd);
 842                         CPU_COPY(&ttd->td_cpuset->cs_mask, mask);
 843                         thread_unlock(ttd);
 844                         break;
 845                 case CPU_WHICH_PID:
 846                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
 847                                 thread_lock(ttd);
 848                                 CPU_OR(mask, &ttd->td_cpuset->cs_mask);
 849                                 thread_unlock(ttd);
 850                         }
 851                         break;
 852                 case CPU_WHICH_CPUSET:
 853                         CPU_COPY(&set->cs_mask, mask);
 854                         break;
 855                 case CPU_WHICH_IRQ:
 856                         error = intr_getaffinity(uap->id, mask);
 857                         break;
 858                 }
 859                 break;
 860         default:
 861                 error = EINVAL;
 862                 break;
 863         }
 864         if (set)
 865                 cpuset_rel(set);
 866         if (p)
 867                 PROC_UNLOCK(p);
 868         if (error == 0)
 869                 error = copyout(mask, uap->mask, size);
 870 out:
 871         free(mask, M_TEMP);
 872         return (error);
 873 }
 874
 875 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 876 struct cpuset_setaffinity_args {
 877         cpulevel_t      level;
 878         cpuwhich_t      which;
 879         id_t            id;
 880         size_t          cpusetsize;
 881         const cpuset_t  *mask;
 882 };
 883 #endif
 884 int
 885 cpuset_setaffinity(struct thread *td, struct cpuset_setaffinity_args *uap)
 886 {
 887         struct cpuset *nset;
 888         struct cpuset *set;
 889         struct thread *ttd;
 890         struct proc *p;
 891         cpuset_t *mask;
 892         int error;
 893
 894         if (uap->cpusetsize < sizeof(cpuset_t) ||
 895             uap->cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
 896                 return (ERANGE);
 897         mask = malloc(uap->cpusetsize, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
 898         error = copyin(uap->mask, mask, uap->cpusetsize);
 899         if (error)
 900                 goto out;
 901         /*
 902          * Verify that no high bits are set.
 903          */
 904         if (uap->cpusetsize > sizeof(cpuset_t)) {
 905                 char *end;
 906                 char *cp;
 907
 908                 end = cp = (char *)&mask->__bits;
 909                 end += uap->cpusetsize;
 910                 cp += sizeof(cpuset_t);
 911                 while (cp != end)
 912                         if (*cp++ != 0) {
 913                                 error = EINVAL;
 914                                 goto out;
 915                         }
 916
 917         }
 918         switch (uap->level) {
 919         case CPU_LEVEL_ROOT:
 920         case CPU_LEVEL_CPUSET:
 921                 error = cpuset_which(uap->which, uap->id, &p, &ttd, &set);
 922                 if (error)
 923                         break;
 924                 switch (uap->which) {
 925                 case CPU_WHICH_TID:
 926                 case CPU_WHICH_PID:
 927                         thread_lock(ttd);
 928                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
 929                         thread_unlock(ttd);
 930                         PROC_UNLOCK(p);
 931                         break;
 932                 case CPU_WHICH_CPUSET:
 933                         break;
 934                 case CPU_WHICH_IRQ:
 935                         error = EINVAL;
 936                         goto out;
 937                 }
 938                 if (uap->level == CPU_LEVEL_ROOT)
 939                         nset = cpuset_refroot(set);
 940                 else
 941                         nset = cpuset_refbase(set);
 942                 error = cpuset_modify(nset, mask);
 943                 cpuset_rel(nset);
 944                 cpuset_rel(set);
 945                 break;
 946         case CPU_LEVEL_WHICH:
 947                 switch (uap->which) {
 948                 case CPU_WHICH_TID:
 949                         error = cpuset_setthread(uap->id, mask);
 950                         break;
 951                 case CPU_WHICH_PID:
 952                         error = cpuset_setproc(uap->id, NULL, mask);
 953                         break;
 954                 case CPU_WHICH_CPUSET:
 955                         error = cpuset_which(CPU_WHICH_CPUSET, uap->id, &p,
 956                             &ttd, &set);
 957                         if (error == 0) {
 958                                 error = cpuset_modify(set, mask);
 959                                 cpuset_rel(set);
 960                         }
 961                         break;
 962                 case CPU_WHICH_IRQ:
 963                         error = intr_setaffinity(uap->id, mask);
 964                         break;
 965                 default:
 966                         error = EINVAL;
 967                         break;
 968                 }
 969                 break;
 970         default:
 971                 error = EINVAL;
 972                 break;
 973         }
 974 out:
 975         free(mask, M_TEMP);
 976         return (error);
 977 }