]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/kern_cpuset.c
Fix multiple denial of service in ntpd.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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 "opt_ddb.h"
35
36 #include <sys/param.h>
37 #include <sys/systm.h>
38 #include <sys/sysproto.h>
39 #include <sys/jail.h>
40 #include <sys/kernel.h>
41 #include <sys/lock.h>
42 #include <sys/malloc.h>
43 #include <sys/mutex.h>
44 #include <sys/priv.h>
45 #include <sys/proc.h>
46 #include <sys/refcount.h>
47 #include <sys/sched.h>
48 #include <sys/smp.h>
49 #include <sys/syscallsubr.h>
50 #include <sys/capsicum.h>
51 #include <sys/cpuset.h>
52 #include <sys/sx.h>
53 #include <sys/queue.h>
54 #include <sys/libkern.h>
55 #include <sys/limits.h>
56 #include <sys/bus.h>
57 #include <sys/interrupt.h>
58
59 #include <vm/uma.h>
60 #include <vm/vm.h>
61 #include <vm/vm_page.h>
62 #include <vm/vm_param.h>
63 #include <vm/vm_phys.h>
64
65 #ifdef DDB
66 #include <ddb/ddb.h>
67 #endif /* DDB */
68
69 /*
70  * cpusets provide a mechanism for creating and manipulating sets of
71  * processors for the purpose of constraining the scheduling of threads to
72  * specific processors.
73  *
74  * Each process belongs to an identified set, by default this is set 1.  Each
75  * thread may further restrict the cpus it may run on to a subset of this
76  * named set.  This creates an anonymous set which other threads and processes
77  * may not join by number.
78  *
79  * The named set is referred to herein as the 'base' set to avoid ambiguity.
80  * This set is usually a child of a 'root' set while the anonymous set may
81  * simply be referred to as a mask.  In the syscall api these are referred to
82  * as the ROOT, CPUSET, and MASK levels where CPUSET is called 'base' here.
83  *
84  * Threads inherit their set from their creator whether it be anonymous or
85  * not.  This means that anonymous sets are immutable because they may be
86  * shared.  To modify an anonymous set a new set is created with the desired
87  * mask and the same parent as the existing anonymous set.  This gives the
88  * illusion of each thread having a private mask.
89  *
90  * Via the syscall apis a user may ask to retrieve or modify the root, base,
91  * or mask that is discovered via a pid, tid, or setid.  Modifying a set
92  * modifies all numbered and anonymous child sets to comply with the new mask.
93  * Modifying a pid or tid's mask applies only to that tid but must still
94  * exist within the assigned parent set.
95  *
96  * A thread may not be assigned to a group separate from other threads in
97  * the process.  This is to remove ambiguity when the setid is queried with
98  * a pid argument.  There is no other technical limitation.
99  *
100  * This somewhat complex arrangement is intended to make it easy for
101  * applications to query available processors and bind their threads to
102  * specific processors while also allowing administrators to dynamically
103  * reprovision by changing sets which apply to groups of processes.
104  *
105  * A simple application should not concern itself with sets at all and
106  * rather apply masks to its own threads via CPU_WHICH_TID and a -1 id
107  * meaning 'curthread'.  It may query available cpus for that tid with a
108  * getaffinity call using (CPU_LEVEL_CPUSET, CPU_WHICH_PID, -1, ...).
109  */
110 static uma_zone_t cpuset_zone;
111 static struct mtx cpuset_lock;
112 static struct setlist cpuset_ids;
113 static struct unrhdr *cpuset_unr;
114 static struct cpuset *cpuset_zero, *cpuset_default;
115
116 /* Return the size of cpuset_t at the kernel level */
117 SYSCTL_INT(_kern_sched, OID_AUTO, cpusetsize, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_CAPRD,
118     SYSCTL_NULL_INT_PTR, sizeof(cpuset_t), "sizeof(cpuset_t)");
119
120 cpuset_t *cpuset_root;
121 cpuset_t cpuset_domain[MAXMEMDOM];
122
123 /*
124  * Acquire a reference to a cpuset, all pointers must be tracked with refs.
125  */
126 struct cpuset *
127 cpuset_ref(struct cpuset *set)
128 {
129
130         refcount_acquire(&set->cs_ref);
131         return (set);
132 }
133
134 /*
135  * Walks up the tree from 'set' to find the root.  Returns the root
136  * referenced.
137  */
138 static struct cpuset *
139 cpuset_refroot(struct cpuset *set)
140 {
141
142         for (; set->cs_parent != NULL; set = set->cs_parent)
143                 if (set->cs_flags & CPU_SET_ROOT)
144                         break;
145         cpuset_ref(set);
146
147         return (set);
148 }
149
150 /*
151  * Find the first non-anonymous set starting from 'set'.  Returns this set
152  * referenced.  May return the passed in set with an extra ref if it is
153  * not anonymous. 
154  */
155 static struct cpuset *
156 cpuset_refbase(struct cpuset *set)
157 {
158
159         if (set->cs_id == CPUSET_INVALID)
160                 set = set->cs_parent;
161         cpuset_ref(set);
162
163         return (set);
164 }
165
166 /*
167  * Release a reference in a context where it is safe to allocate.
168  */
169 void
170 cpuset_rel(struct cpuset *set)
171 {
172         cpusetid_t id;
173
174         if (refcount_release(&set->cs_ref) == 0)
175                 return;
176         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
177         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
178         id = set->cs_id;
179         if (id != CPUSET_INVALID)
180                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
181         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
182         cpuset_rel(set->cs_parent);
183         uma_zfree(cpuset_zone, set);
184         if (id != CPUSET_INVALID)
185                 free_unr(cpuset_unr, id);
186 }
187
188 /*
189  * Deferred release must be used when in a context that is not safe to
190  * allocate/free.  This places any unreferenced sets on the list 'head'.
191  */
192 static void
193 cpuset_rel_defer(struct setlist *head, struct cpuset *set)
194 {
195
196         if (refcount_release(&set->cs_ref) == 0)
197                 return;
198         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
199         LIST_REMOVE(set, cs_siblings);
200         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
201                 LIST_REMOVE(set, cs_link);
202         LIST_INSERT_HEAD(head, set, cs_link);
203         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
204 }
205
206 /*
207  * Complete a deferred release.  Removes the set from the list provided to
208  * cpuset_rel_defer.
209  */
210 static void
211 cpuset_rel_complete(struct cpuset *set)
212 {
213         LIST_REMOVE(set, cs_link);
214         cpuset_rel(set->cs_parent);
215         uma_zfree(cpuset_zone, set);
216 }
217
218 /*
219  * Find a set based on an id.  Returns it with a ref.
220  */
221 static struct cpuset *
222 cpuset_lookup(cpusetid_t setid, struct thread *td)
223 {
224         struct cpuset *set;
225
226         if (setid == CPUSET_INVALID)
227                 return (NULL);
228         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
229         LIST_FOREACH(set, &cpuset_ids, cs_link)
230                 if (set->cs_id == setid)
231                         break;
232         if (set)
233                 cpuset_ref(set);
234         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
235
236         KASSERT(td != NULL, ("[%s:%d] td is NULL", __func__, __LINE__));
237         if (set != NULL && jailed(td->td_ucred)) {
238                 struct cpuset *jset, *tset;
239
240                 jset = td->td_ucred->cr_prison->pr_cpuset;
241                 for (tset = set; tset != NULL; tset = tset->cs_parent)
242                         if (tset == jset)
243                                 break;
244                 if (tset == NULL) {
245                         cpuset_rel(set);
246                         set = NULL;
247                 }
248         }
249
250         return (set);
251 }
252
253 /*
254  * Create a set in the space provided in 'set' with the provided parameters.
255  * The set is returned with a single ref.  May return EDEADLK if the set
256  * will have no valid cpu based on restrictions from the parent.
257  */
258 static int
259 _cpuset_create(struct cpuset *set, struct cpuset *parent, const cpuset_t *mask,
260     cpusetid_t id)
261 {
262
263         if (!CPU_OVERLAP(&parent->cs_mask, mask))
264                 return (EDEADLK);
265         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
266         LIST_INIT(&set->cs_children);
267         refcount_init(&set->cs_ref, 1);
268         set->cs_flags = 0;
269         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
270         CPU_AND(&set->cs_mask, &parent->cs_mask);
271         set->cs_id = id;
272         set->cs_parent = cpuset_ref(parent);
273         LIST_INSERT_HEAD(&parent->cs_children, set, cs_siblings);
274         if (set->cs_id != CPUSET_INVALID)
275                 LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
276         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
277
278         return (0);
279 }
280
281 /*
282  * Create a new non-anonymous set with the requested parent and mask.  May
283  * return failures if the mask is invalid or a new number can not be
284  * allocated.
285  */
286 static int
287 cpuset_create(struct cpuset **setp, struct cpuset *parent, const cpuset_t *mask)
288 {
289         struct cpuset *set;
290         cpusetid_t id;
291         int error;
292
293         id = alloc_unr(cpuset_unr);
294         if (id == -1)
295                 return (ENFILE);
296         *setp = set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
297         error = _cpuset_create(set, parent, mask, id);
298         if (error == 0)
299                 return (0);
300         free_unr(cpuset_unr, id);
301         uma_zfree(cpuset_zone, set);
302
303         return (error);
304 }
305
306 /*
307  * Recursively check for errors that would occur from applying mask to
308  * the tree of sets starting at 'set'.  Checks for sets that would become
309  * empty as well as RDONLY flags.
310  */
311 static int
312 cpuset_testupdate(struct cpuset *set, cpuset_t *mask, int check_mask)
313 {
314         struct cpuset *nset;
315         cpuset_t newmask;
316         int error;
317
318         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
319         if (set->cs_flags & CPU_SET_RDONLY)
320                 return (EPERM);
321         if (check_mask) {
322                 if (!CPU_OVERLAP(&set->cs_mask, mask))
323                         return (EDEADLK);
324                 CPU_COPY(&set->cs_mask, &newmask);
325                 CPU_AND(&newmask, mask);
326         } else
327                 CPU_COPY(mask, &newmask);
328         error = 0;
329         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings) 
330                 if ((error = cpuset_testupdate(nset, &newmask, 1)) != 0)
331                         break;
332         return (error);
333 }
334
335 /*
336  * Applies the mask 'mask' without checking for empty sets or permissions.
337  */
338 static void
339 cpuset_update(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
340 {
341         struct cpuset *nset;
342
343         mtx_assert(&cpuset_lock, MA_OWNED);
344         CPU_AND(&set->cs_mask, mask);
345         LIST_FOREACH(nset, &set->cs_children, cs_siblings) 
346                 cpuset_update(nset, &set->cs_mask);
347
348         return;
349 }
350
351 /*
352  * Modify the set 'set' to use a copy of the mask provided.  Apply this new
353  * mask to restrict all children in the tree.  Checks for validity before
354  * applying the changes.
355  */
356 static int
357 cpuset_modify(struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
358 {
359         struct cpuset *root;
360         int error;
361
362         error = priv_check(curthread, PRIV_SCHED_CPUSET);
363         if (error)
364                 return (error);
365         /*
366          * In case we are called from within the jail
367          * we do not allow modifying the dedicated root
368          * cpuset of the jail but may still allow to
369          * change child sets.
370          */
371         if (jailed(curthread->td_ucred) &&
372             set->cs_flags & CPU_SET_ROOT)
373                 return (EPERM);
374         /*
375          * Verify that we have access to this set of
376          * cpus.
377          */
378         root = set->cs_parent;
379         if (root && !CPU_SUBSET(&root->cs_mask, mask))
380                 return (EINVAL);
381         mtx_lock_spin(&cpuset_lock);
382         error = cpuset_testupdate(set, mask, 0);
383         if (error)
384                 goto out;
385         CPU_COPY(mask, &set->cs_mask);
386         cpuset_update(set, mask);
387 out:
388         mtx_unlock_spin(&cpuset_lock);
389
390         return (error);
391 }
392
393 /*
394  * Resolve the 'which' parameter of several cpuset apis.
395  *
396  * For WHICH_PID and WHICH_TID return a locked proc and valid proc/tid.  Also
397  * checks for permission via p_cansched().
398  *
399  * For WHICH_SET returns a valid set with a new reference.
400  *
401  * -1 may be supplied for any argument to mean the current proc/thread or
402  * the base set of the current thread.  May fail with ESRCH/EPERM.
403  */
404 int
405 cpuset_which(cpuwhich_t which, id_t id, struct proc **pp, struct thread **tdp,
406     struct cpuset **setp)
407 {
408         struct cpuset *set;
409         struct thread *td;
410         struct proc *p;
411         int error;
412
413         *pp = p = NULL;
414         *tdp = td = NULL;
415         *setp = set = NULL;
416         switch (which) {
417         case CPU_WHICH_PID:
418                 if (id == -1) {
419                         PROC_LOCK(curproc);
420                         p = curproc;
421                         break;
422                 }
423                 if ((p = pfind(id)) == NULL)
424                         return (ESRCH);
425                 break;
426         case CPU_WHICH_TID:
427                 if (id == -1) {
428                         PROC_LOCK(curproc);
429                         p = curproc;
430                         td = curthread;
431                         break;
432                 }
433                 td = tdfind(id, -1);
434                 if (td == NULL)
435                         return (ESRCH);
436                 p = td->td_proc;
437                 break;
438         case CPU_WHICH_CPUSET:
439                 if (id == -1) {
440                         thread_lock(curthread);
441                         set = cpuset_refbase(curthread->td_cpuset);
442                         thread_unlock(curthread);
443                 } else
444                         set = cpuset_lookup(id, curthread);
445                 if (set) {
446                         *setp = set;
447                         return (0);
448                 }
449                 return (ESRCH);
450         case CPU_WHICH_JAIL:
451         {
452                 /* Find `set' for prison with given id. */
453                 struct prison *pr;
454
455                 sx_slock(&allprison_lock);
456                 pr = prison_find_child(curthread->td_ucred->cr_prison, id);
457                 sx_sunlock(&allprison_lock);
458                 if (pr == NULL)
459                         return (ESRCH);
460                 cpuset_ref(pr->pr_cpuset);
461                 *setp = pr->pr_cpuset;
462                 mtx_unlock(&pr->pr_mtx);
463                 return (0);
464         }
465         case CPU_WHICH_IRQ:
466         case CPU_WHICH_DOMAIN:
467                 return (0);
468         default:
469                 return (EINVAL);
470         }
471         error = p_cansched(curthread, p);
472         if (error) {
473                 PROC_UNLOCK(p);
474                 return (error);
475         }
476         if (td == NULL)
477                 td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
478         *pp = p;
479         *tdp = td;
480         return (0);
481 }
482
483 /*
484  * Create an anonymous set with the provided mask in the space provided by
485  * 'fset'.  If the passed in set is anonymous we use its parent otherwise
486  * the new set is a child of 'set'.
487  */
488 static int
489 cpuset_shadow(struct cpuset *set, struct cpuset *fset, const cpuset_t *mask)
490 {
491         struct cpuset *parent;
492
493         if (set->cs_id == CPUSET_INVALID)
494                 parent = set->cs_parent;
495         else
496                 parent = set;
497         if (!CPU_SUBSET(&parent->cs_mask, mask))
498                 return (EDEADLK);
499         return (_cpuset_create(fset, parent, mask, CPUSET_INVALID));
500 }
501
502 /*
503  * Handle two cases for replacing the base set or mask of an entire process.
504  *
505  * 1) Set is non-null and mask is null.  This reparents all anonymous sets
506  *    to the provided set and replaces all non-anonymous td_cpusets with the
507  *    provided set.
508  * 2) Mask is non-null and set is null.  This replaces or creates anonymous
509  *    sets for every thread with the existing base as a parent.
510  *
511  * This is overly complicated because we can't allocate while holding a 
512  * spinlock and spinlocks must be held while changing and examining thread
513  * state.
514  */
515 static int
516 cpuset_setproc(pid_t pid, struct cpuset *set, cpuset_t *mask)
517 {
518         struct setlist freelist;
519         struct setlist droplist;
520         struct cpuset *tdset;
521         struct cpuset *nset;
522         struct thread *td;
523         struct proc *p;
524         int threads;
525         int nfree;
526         int error;
527
528         /*
529          * The algorithm requires two passes due to locking considerations.
530          * 
531          * 1) Lookup the process and acquire the locks in the required order.
532          * 2) If enough cpusets have not been allocated release the locks and
533          *    allocate them.  Loop.
534          */
535         LIST_INIT(&freelist);
536         LIST_INIT(&droplist);
537         nfree = 0;
538         for (;;) {
539                 error = cpuset_which(CPU_WHICH_PID, pid, &p, &td, &nset);
540                 if (error)
541                         goto out;
542                 if (nfree >= p->p_numthreads)
543                         break;
544                 threads = p->p_numthreads;
545                 PROC_UNLOCK(p);
546                 for (; nfree < threads; nfree++) {
547                         nset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
548                         LIST_INSERT_HEAD(&freelist, nset, cs_link);
549                 }
550         }
551         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
552         /*
553          * Now that the appropriate locks are held and we have enough cpusets,
554          * make sure the operation will succeed before applying changes.  The
555          * proc lock prevents td_cpuset from changing between calls.
556          */
557         error = 0;
558         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
559                 thread_lock(td);
560                 tdset = td->td_cpuset;
561                 /*
562                  * Verify that a new mask doesn't specify cpus outside of
563                  * the set the thread is a member of.
564                  */
565                 if (mask) {
566                         if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID)
567                                 tdset = tdset->cs_parent;
568                         if (!CPU_SUBSET(&tdset->cs_mask, mask))
569                                 error = EDEADLK;
570                 /*
571                  * Verify that a new set won't leave an existing thread
572                  * mask without a cpu to run on.  It can, however, restrict
573                  * the set.
574                  */
575                 } else if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID) {
576                         if (!CPU_OVERLAP(&set->cs_mask, &tdset->cs_mask))
577                                 error = EDEADLK;
578                 }
579                 thread_unlock(td);
580                 if (error)
581                         goto unlock_out;
582         }
583         /*
584          * Replace each thread's cpuset while using deferred release.  We
585          * must do this because the thread lock must be held while operating
586          * on the thread and this limits the type of operations allowed.
587          */
588         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, td) {
589                 thread_lock(td);
590                 /*
591                  * If we presently have an anonymous set or are applying a
592                  * mask we must create an anonymous shadow set.  That is
593                  * either parented to our existing base or the supplied set.
594                  *
595                  * If we have a base set with no anonymous shadow we simply
596                  * replace it outright.
597                  */
598                 tdset = td->td_cpuset;
599                 if (tdset->cs_id == CPUSET_INVALID || mask) {
600                         nset = LIST_FIRST(&freelist);
601                         LIST_REMOVE(nset, cs_link);
602                         if (mask)
603                                 error = cpuset_shadow(tdset, nset, mask);
604                         else
605                                 error = _cpuset_create(nset, set,
606                                     &tdset->cs_mask, CPUSET_INVALID);
607                         if (error) {
608                                 LIST_INSERT_HEAD(&freelist, nset, cs_link);
609                                 thread_unlock(td);
610                                 break;
611                         }
612                 } else
613                         nset = cpuset_ref(set);
614                 cpuset_rel_defer(&droplist, tdset);
615                 td->td_cpuset = nset;
616                 sched_affinity(td);
617                 thread_unlock(td);
618         }
619 unlock_out:
620         PROC_UNLOCK(p);
621 out:
622         while ((nset = LIST_FIRST(&droplist)) != NULL)
623                 cpuset_rel_complete(nset);
624         while ((nset = LIST_FIRST(&freelist)) != NULL) {
625                 LIST_REMOVE(nset, cs_link);
626                 uma_zfree(cpuset_zone, nset);
627         }
628         return (error);
629 }
630
631 /*
632  * Return a string representing a valid layout for a cpuset_t object.
633  * It expects an incoming buffer at least sized as CPUSETBUFSIZ.
634  */
635 char *
636 cpusetobj_strprint(char *buf, const cpuset_t *set)
637 {
638         char *tbuf;
639         size_t i, bytesp, bufsiz;
640
641         tbuf = buf;
642         bytesp = 0;
643         bufsiz = CPUSETBUFSIZ;
644
645         for (i = 0; i < (_NCPUWORDS - 1); i++) {
646                 bytesp = snprintf(tbuf, bufsiz, "%lx,", set->__bits[i]);
647                 bufsiz -= bytesp;
648                 tbuf += bytesp;
649         }
650         snprintf(tbuf, bufsiz, "%lx", set->__bits[_NCPUWORDS - 1]);
651         return (buf);
652 }
653
654 /*
655  * Build a valid cpuset_t object from a string representation.
656  * It expects an incoming buffer at least sized as CPUSETBUFSIZ.
657  */
658 int
659 cpusetobj_strscan(cpuset_t *set, const char *buf)
660 {
661         u_int nwords;
662         int i, ret;
663
664         if (strlen(buf) > CPUSETBUFSIZ - 1)
665                 return (-1);
666
667         /* Allow to pass a shorter version of the mask when necessary. */
668         nwords = 1;
669         for (i = 0; buf[i] != '\0'; i++)
670                 if (buf[i] == ',')
671                         nwords++;
672         if (nwords > _NCPUWORDS)
673                 return (-1);
674
675         CPU_ZERO(set);
676         for (i = 0; i < (nwords - 1); i++) {
677                 ret = sscanf(buf, "%lx,", &set->__bits[i]);
678                 if (ret == 0 || ret == -1)
679                         return (-1);
680                 buf = strstr(buf, ",");
681                 if (buf == NULL)
682                         return (-1);
683                 buf++;
684         }
685         ret = sscanf(buf, "%lx", &set->__bits[nwords - 1]);
686         if (ret == 0 || ret == -1)
687                 return (-1);
688         return (0);
689 }
690
691 /*
692  * Apply an anonymous mask to a single thread.
693  */
694 int
695 cpuset_setthread(lwpid_t id, cpuset_t *mask)
696 {
697         struct cpuset *nset;
698         struct cpuset *set;
699         struct thread *td;
700         struct proc *p;
701         int error;
702
703         nset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
704         error = cpuset_which(CPU_WHICH_TID, id, &p, &td, &set);
705         if (error)
706                 goto out;
707         set = NULL;
708         thread_lock(td);
709         error = cpuset_shadow(td->td_cpuset, nset, mask);
710         if (error == 0) {
711                 set = td->td_cpuset;
712                 td->td_cpuset = nset;
713                 sched_affinity(td);
714                 nset = NULL;
715         }
716         thread_unlock(td);
717         PROC_UNLOCK(p);
718         if (set)
719                 cpuset_rel(set);
720 out:
721         if (nset)
722                 uma_zfree(cpuset_zone, nset);
723         return (error);
724 }
725
726 /*
727  * Apply new cpumask to the ithread.
728  */
729 int
730 cpuset_setithread(lwpid_t id, int cpu)
731 {
732         struct cpuset *nset, *rset;
733         struct cpuset *parent, *old_set;
734         struct thread *td;
735         struct proc *p;
736         cpusetid_t cs_id;
737         cpuset_t mask;
738         int error;
739
740         nset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
741         rset = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
742         cs_id = CPUSET_INVALID;
743
744         CPU_ZERO(&mask);
745         if (cpu == NOCPU)
746                 CPU_COPY(cpuset_root, &mask);
747         else
748                 CPU_SET(cpu, &mask);
749
750         error = cpuset_which(CPU_WHICH_TID, id, &p, &td, &old_set);
751         if (error != 0 || ((cs_id = alloc_unr(cpuset_unr)) == CPUSET_INVALID))
752                 goto out;
753
754         /* cpuset_which() returns with PROC_LOCK held. */
755         old_set = td->td_cpuset;
756
757         if (cpu == NOCPU) {
758
759                 /*
760                  * roll back to default set. We're not using cpuset_shadow()
761                  * here because we can fail CPU_SUBSET() check. This can happen
762                  * if default set does not contain all CPUs.
763                  */
764                 error = _cpuset_create(nset, cpuset_default, &mask,
765                     CPUSET_INVALID);
766
767                 goto applyset;
768         }
769
770         if (old_set->cs_id == 1 || (old_set->cs_id == CPUSET_INVALID &&
771             old_set->cs_parent->cs_id == 1)) {
772
773                 /*
774                  * Current set is either default (1) or
775                  * shadowed version of default set.
776                  *
777                  * Allocate new root set to be able to shadow it
778                  * with any mask.
779                  */
780                 error = _cpuset_create(rset, cpuset_zero,
781                     &cpuset_zero->cs_mask, cs_id);
782                 if (error != 0) {
783                         PROC_UNLOCK(p);
784                         goto out;
785                 }
786                 rset->cs_flags |= CPU_SET_ROOT;
787                 parent = rset;
788                 rset = NULL;
789                 cs_id = CPUSET_INVALID;
790         } else {
791                 /* Assume existing set was already allocated by previous call */
792                 parent = old_set;
793                 old_set = NULL;
794         }
795
796         error = cpuset_shadow(parent, nset, &mask);
797 applyset:
798         if (error == 0) {
799                 thread_lock(td);
800                 td->td_cpuset = nset;
801                 sched_affinity(td);
802                 thread_unlock(td);
803                 nset = NULL;
804         } else
805                 old_set = NULL;
806         PROC_UNLOCK(p);
807         if (old_set != NULL)
808                 cpuset_rel(old_set);
809 out:
810         if (nset != NULL)
811                 uma_zfree(cpuset_zone, nset);
812         if (rset != NULL)
813                 uma_zfree(cpuset_zone, rset);
814         if (cs_id != CPUSET_INVALID)
815                 free_unr(cpuset_unr, cs_id);
816         return (error);
817 }
818
819
820 /*
821  * Creates system-wide cpusets and the cpuset for thread0 including two
822  * sets:
823  * 
824  * 0 - The root set which should represent all valid processors in the
825  *     system.  It is initially created with a mask of all processors
826  *     because we don't know what processors are valid until cpuset_init()
827  *     runs.  This set is immutable.
828  * 1 - The default set which all processes are a member of until changed.
829  *     This allows an administrator to move all threads off of given cpus to
830  *     dedicate them to high priority tasks or save power etc.
831  */
832 struct cpuset *
833 cpuset_thread0(void)
834 {
835         struct cpuset *set;
836         int error, i;
837
838         cpuset_zone = uma_zcreate("cpuset", sizeof(struct cpuset), NULL, NULL,
839             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
840         mtx_init(&cpuset_lock, "cpuset", NULL, MTX_SPIN | MTX_RECURSE);
841
842         /*
843          * Create the root system set for the whole machine.  Doesn't use
844          * cpuset_create() due to NULL parent.
845          */
846         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
847         CPU_FILL(&set->cs_mask);
848         LIST_INIT(&set->cs_children);
849         LIST_INSERT_HEAD(&cpuset_ids, set, cs_link);
850         set->cs_ref = 1;
851         set->cs_flags = CPU_SET_ROOT;
852         cpuset_zero = set;
853         cpuset_root = &set->cs_mask;
854
855         /*
856          * Now derive a default, modifiable set from that to give out.
857          */
858         set = uma_zalloc(cpuset_zone, M_WAITOK);
859         error = _cpuset_create(set, cpuset_zero, &cpuset_zero->cs_mask, 1);
860         KASSERT(error == 0, ("Error creating default set: %d\n", error));
861         cpuset_default = set;
862
863         /*
864          * Initialize the unit allocator. 0 and 1 are allocated above.
865          */
866         cpuset_unr = new_unrhdr(2, INT_MAX, NULL);
867
868         /*
869          * If MD code has not initialized per-domain cpusets, place all
870          * CPUs in domain 0.
871          */
872         for (i = 0; i < MAXMEMDOM; i++)
873                 if (!CPU_EMPTY(&cpuset_domain[i]))
874                         goto domains_set;
875         CPU_COPY(&all_cpus, &cpuset_domain[0]);
876 domains_set:
877
878         return (set);
879 }
880
881 /*
882  * Create a cpuset, which would be cpuset_create() but
883  * mark the new 'set' as root.
884  *
885  * We are not going to reparent the td to it.  Use cpuset_setproc_update_set()
886  * for that.
887  *
888  * In case of no error, returns the set in *setp locked with a reference.
889  */
890 int
891 cpuset_create_root(struct prison *pr, struct cpuset **setp)
892 {
893         struct cpuset *set;
894         int error;
895
896         KASSERT(pr != NULL, ("[%s:%d] invalid pr", __func__, __LINE__));
897         KASSERT(setp != NULL, ("[%s:%d] invalid setp", __func__, __LINE__));
898
899         error = cpuset_create(setp, pr->pr_cpuset, &pr->pr_cpuset->cs_mask);
900         if (error)
901                 return (error);
902
903         KASSERT(*setp != NULL, ("[%s:%d] cpuset_create returned invalid data",
904             __func__, __LINE__));
905
906         /* Mark the set as root. */
907         set = *setp;
908         set->cs_flags |= CPU_SET_ROOT;
909
910         return (0);
911 }
912
913 int
914 cpuset_setproc_update_set(struct proc *p, struct cpuset *set)
915 {
916         int error;
917
918         KASSERT(p != NULL, ("[%s:%d] invalid proc", __func__, __LINE__));
919         KASSERT(set != NULL, ("[%s:%d] invalid set", __func__, __LINE__));
920
921         cpuset_ref(set);
922         error = cpuset_setproc(p->p_pid, set, NULL);
923         if (error)
924                 return (error);
925         cpuset_rel(set);
926         return (0);
927 }
928
929 /*
930  * This is called once the final set of system cpus is known.  Modifies
931  * the root set and all children and mark the root read-only.  
932  */
933 static void
934 cpuset_init(void *arg)
935 {
936         cpuset_t mask;
937
938         mask = all_cpus;
939         if (cpuset_modify(cpuset_zero, &mask))
940                 panic("Can't set initial cpuset mask.\n");
941         cpuset_zero->cs_flags |= CPU_SET_RDONLY;
942 }
943 SYSINIT(cpuset, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, cpuset_init, NULL);
944
945 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
946 struct cpuset_args {
947         cpusetid_t      *setid;
948 };
949 #endif
950 int
951 sys_cpuset(struct thread *td, struct cpuset_args *uap)
952 {
953         struct cpuset *root;
954         struct cpuset *set;
955         int error;
956
957         thread_lock(td);
958         root = cpuset_refroot(td->td_cpuset);
959         thread_unlock(td);
960         error = cpuset_create(&set, root, &root->cs_mask);
961         cpuset_rel(root);
962         if (error)
963                 return (error);
964         error = copyout(&set->cs_id, uap->setid, sizeof(set->cs_id));
965         if (error == 0)
966                 error = cpuset_setproc(-1, set, NULL);
967         cpuset_rel(set);
968         return (error);
969 }
970
971 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
972 struct cpuset_setid_args {
973         cpuwhich_t      which;
974         id_t            id;
975         cpusetid_t      setid;
976 };
977 #endif
978 int
979 sys_cpuset_setid(struct thread *td, struct cpuset_setid_args *uap)
980 {
981
982         return (kern_cpuset_setid(td, uap->which, uap->id, uap->setid));
983 }
984
985 int
986 kern_cpuset_setid(struct thread *td, cpuwhich_t which,
987     id_t id, cpusetid_t setid)
988 {
989         struct cpuset *set;
990         int error;
991
992         /*
993          * Presently we only support per-process sets.
994          */
995         if (which != CPU_WHICH_PID)
996                 return (EINVAL);
997         set = cpuset_lookup(setid, td);
998         if (set == NULL)
999                 return (ESRCH);
1000         error = cpuset_setproc(id, set, NULL);
1001         cpuset_rel(set);
1002         return (error);
1003 }
1004
1005 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1006 struct cpuset_getid_args {
1007         cpulevel_t      level;
1008         cpuwhich_t      which;
1009         id_t            id;
1010         cpusetid_t      *setid;
1011 };
1012 #endif
1013 int
1014 sys_cpuset_getid(struct thread *td, struct cpuset_getid_args *uap)
1015 {
1016
1017         return (kern_cpuset_getid(td, uap->level, uap->which, uap->id,
1018             uap->setid));
1019 }
1020
1021 int
1022 kern_cpuset_getid(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1023     id_t id, cpusetid_t *setid)
1024 {
1025         struct cpuset *nset;
1026         struct cpuset *set;
1027         struct thread *ttd;
1028         struct proc *p;
1029         cpusetid_t tmpid;
1030         int error;
1031
1032         if (level == CPU_LEVEL_WHICH && which != CPU_WHICH_CPUSET)
1033                 return (EINVAL);
1034         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1035         if (error)
1036                 return (error);
1037         switch (which) {
1038         case CPU_WHICH_TID:
1039         case CPU_WHICH_PID:
1040                 thread_lock(ttd);
1041                 set = cpuset_refbase(ttd->td_cpuset);
1042                 thread_unlock(ttd);
1043                 PROC_UNLOCK(p);
1044                 break;
1045         case CPU_WHICH_CPUSET:
1046         case CPU_WHICH_JAIL:
1047                 break;
1048         case CPU_WHICH_IRQ:
1049         case CPU_WHICH_DOMAIN:
1050                 return (EINVAL);
1051         }
1052         switch (level) {
1053         case CPU_LEVEL_ROOT:
1054                 nset = cpuset_refroot(set);
1055                 cpuset_rel(set);
1056                 set = nset;
1057                 break;
1058         case CPU_LEVEL_CPUSET:
1059                 break;
1060         case CPU_LEVEL_WHICH:
1061                 break;
1062         }
1063         tmpid = set->cs_id;
1064         cpuset_rel(set);
1065         if (error == 0)
1066                 error = copyout(&tmpid, setid, sizeof(tmpid));
1067
1068         return (error);
1069 }
1070
1071 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1072 struct cpuset_getaffinity_args {
1073         cpulevel_t      level;
1074         cpuwhich_t      which;
1075         id_t            id;
1076         size_t          cpusetsize;
1077         cpuset_t        *mask;
1078 };
1079 #endif
1080 int
1081 sys_cpuset_getaffinity(struct thread *td, struct cpuset_getaffinity_args *uap)
1082 {
1083
1084         return (kern_cpuset_getaffinity(td, uap->level, uap->which,
1085             uap->id, uap->cpusetsize, uap->mask));
1086 }
1087
1088 int
1089 kern_cpuset_getaffinity(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1090     id_t id, size_t cpusetsize, cpuset_t *maskp)
1091 {
1092         struct thread *ttd;
1093         struct cpuset *nset;
1094         struct cpuset *set;
1095         struct proc *p;
1096         cpuset_t *mask;
1097         int error;
1098         size_t size;
1099
1100         if (cpusetsize < sizeof(cpuset_t) || cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
1101                 return (ERANGE);
1102         /* In Capability mode, you can only get your own CPU set. */
1103         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
1104             if (level != CPU_LEVEL_WHICH)
1105                 return (ECAPMODE);
1106             if (which != CPU_WHICH_TID && which != CPU_WHICH_PID)
1107                 return (ECAPMODE);
1108             if (id != -1)
1109                 return (ECAPMODE);
1110         }
1111         size = cpusetsize;
1112         mask = malloc(size, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1113         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1114         if (error)
1115                 goto out;
1116         switch (level) {
1117         case CPU_LEVEL_ROOT:
1118         case CPU_LEVEL_CPUSET:
1119                 switch (which) {
1120                 case CPU_WHICH_TID:
1121                 case CPU_WHICH_PID:
1122                         thread_lock(ttd);
1123                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
1124                         thread_unlock(ttd);
1125                         break;
1126                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1127                 case CPU_WHICH_JAIL:
1128                         break;
1129                 case CPU_WHICH_IRQ:
1130                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1131                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1132                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
1133                         error = EINVAL;
1134                         goto out;
1135                 }
1136                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
1137                         nset = cpuset_refroot(set);
1138                 else
1139                         nset = cpuset_refbase(set);
1140                 CPU_COPY(&nset->cs_mask, mask);
1141                 cpuset_rel(nset);
1142                 break;
1143         case CPU_LEVEL_WHICH:
1144                 switch (which) {
1145                 case CPU_WHICH_TID:
1146                         thread_lock(ttd);
1147                         CPU_COPY(&ttd->td_cpuset->cs_mask, mask);
1148                         thread_unlock(ttd);
1149                         break;
1150                 case CPU_WHICH_PID:
1151                         FOREACH_THREAD_IN_PROC(p, ttd) {
1152                                 thread_lock(ttd);
1153                                 CPU_OR(mask, &ttd->td_cpuset->cs_mask);
1154                                 thread_unlock(ttd);
1155                         }
1156                         break;
1157                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1158                 case CPU_WHICH_JAIL:
1159                         CPU_COPY(&set->cs_mask, mask);
1160                         break;
1161                 case CPU_WHICH_IRQ:
1162                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1163                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1164                         error = intr_getaffinity(id, which, mask);
1165                         break;
1166                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
1167                         if (id < 0 || id >= MAXMEMDOM)
1168                                 error = ESRCH;
1169                         else
1170                                 CPU_COPY(&cpuset_domain[id], mask);
1171                         break;
1172                 }
1173                 break;
1174         default:
1175                 error = EINVAL;
1176                 break;
1177         }
1178         if (set)
1179                 cpuset_rel(set);
1180         if (p)
1181                 PROC_UNLOCK(p);
1182         if (error == 0)
1183                 error = copyout(mask, maskp, size);
1184 out:
1185         free(mask, M_TEMP);
1186         return (error);
1187 }
1188
1189 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1190 struct cpuset_setaffinity_args {
1191         cpulevel_t      level;
1192         cpuwhich_t      which;
1193         id_t            id;
1194         size_t          cpusetsize;
1195         const cpuset_t  *mask;
1196 };
1197 #endif
1198 int
1199 sys_cpuset_setaffinity(struct thread *td, struct cpuset_setaffinity_args *uap)
1200 {
1201
1202         return (kern_cpuset_setaffinity(td, uap->level, uap->which,
1203             uap->id, uap->cpusetsize, uap->mask));
1204 }
1205
1206 int
1207 kern_cpuset_setaffinity(struct thread *td, cpulevel_t level, cpuwhich_t which,
1208     id_t id, size_t cpusetsize, const cpuset_t *maskp)
1209 {
1210         struct cpuset *nset;
1211         struct cpuset *set;
1212         struct thread *ttd;
1213         struct proc *p;
1214         cpuset_t *mask;
1215         int error;
1216
1217         if (cpusetsize < sizeof(cpuset_t) || cpusetsize > CPU_MAXSIZE / NBBY)
1218                 return (ERANGE);
1219         /* In Capability mode, you can only set your own CPU set. */
1220         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
1221             if (level != CPU_LEVEL_WHICH)
1222                 return (ECAPMODE);
1223             if (which != CPU_WHICH_TID && which != CPU_WHICH_PID)
1224                 return (ECAPMODE);
1225             if (id != -1)
1226                 return (ECAPMODE);
1227         }
1228         mask = malloc(cpusetsize, M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1229         error = copyin(maskp, mask, cpusetsize);
1230         if (error)
1231                 goto out;
1232         /*
1233          * Verify that no high bits are set.
1234          */
1235         if (cpusetsize > sizeof(cpuset_t)) {
1236                 char *end;
1237                 char *cp;
1238
1239                 end = cp = (char *)&mask->__bits;
1240                 end += cpusetsize;
1241                 cp += sizeof(cpuset_t);
1242                 while (cp != end)
1243                         if (*cp++ != 0) {
1244                                 error = EINVAL;
1245                                 goto out;
1246                         }
1247
1248         }
1249         switch (level) {
1250         case CPU_LEVEL_ROOT:
1251         case CPU_LEVEL_CPUSET:
1252                 error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1253                 if (error)
1254                         break;
1255                 switch (which) {
1256                 case CPU_WHICH_TID:
1257                 case CPU_WHICH_PID:
1258                         thread_lock(ttd);
1259                         set = cpuset_ref(ttd->td_cpuset);
1260                         thread_unlock(ttd);
1261                         PROC_UNLOCK(p);
1262                         break;
1263                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1264                 case CPU_WHICH_JAIL:
1265                         break;
1266                 case CPU_WHICH_IRQ:
1267                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1268                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1269                 case CPU_WHICH_DOMAIN:
1270                         error = EINVAL;
1271                         goto out;
1272                 }
1273                 if (level == CPU_LEVEL_ROOT)
1274                         nset = cpuset_refroot(set);
1275                 else
1276                         nset = cpuset_refbase(set);
1277                 error = cpuset_modify(nset, mask);
1278                 cpuset_rel(nset);
1279                 cpuset_rel(set);
1280                 break;
1281         case CPU_LEVEL_WHICH:
1282                 switch (which) {
1283                 case CPU_WHICH_TID:
1284                         error = cpuset_setthread(id, mask);
1285                         break;
1286                 case CPU_WHICH_PID:
1287                         error = cpuset_setproc(id, NULL, mask);
1288                         break;
1289                 case CPU_WHICH_CPUSET:
1290                 case CPU_WHICH_JAIL:
1291                         error = cpuset_which(which, id, &p, &ttd, &set);
1292                         if (error == 0) {
1293                                 error = cpuset_modify(set, mask);
1294                                 cpuset_rel(set);
1295                         }
1296                         break;
1297                 case CPU_WHICH_IRQ:
1298                 case CPU_WHICH_INTRHANDLER:
1299                 case CPU_WHICH_ITHREAD:
1300                         error = intr_setaffinity(id, which, mask);
1301                         break;
1302                 default:
1303                         error = EINVAL;
1304                         break;
1305                 }
1306                 break;
1307         default:
1308                 error = EINVAL;
1309                 break;
1310         }
1311 out:
1312         free(mask, M_TEMP);
1313         return (error);
1314 }
1315
1316 #ifdef DDB
1317 void
1318 ddb_display_cpuset(const cpuset_t *set)
1319 {
1320         int cpu, once;
1321
1322         for (once = 0, cpu = 0; cpu < CPU_SETSIZE; cpu++) {
1323                 if (CPU_ISSET(cpu, set)) {
1324                         if (once == 0) {
1325                                 db_printf("%d", cpu);
1326                                 once = 1;
1327                         } else  
1328                                 db_printf(",%d", cpu);
1329                 }
1330         }
1331         if (once == 0)
1332                 db_printf("<none>");
1333 }
1334
1335 DB_SHOW_COMMAND(cpusets, db_show_cpusets)
1336 {
1337         struct cpuset *set;
1338
1339         LIST_FOREACH(set, &cpuset_ids, cs_link) {
1340                 db_printf("set=%p id=%-6u ref=%-6d flags=0x%04x parent id=%d\n",
1341                     set, set->cs_id, set->cs_ref, set->cs_flags,
1342                     (set->cs_parent != NULL) ? set->cs_parent->cs_id : 0);
1343                 db_printf("  mask=");
1344                 ddb_display_cpuset(&set->cs_mask);
1345                 db_printf("\n");
1346                 if (db_pager_quit)
1347                         break;
1348         }
1349 }
1350 #endif /* DDB */