Merge branch 'stable-3.2' into pandora-3.2
[pandora-kernel.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/debugfs.h>
71 #include <linux/ctype.h>
72 #include <linux/ftrace.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/init_task.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78 #include <asm/mutex.h>
79 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
80 #include <asm/paravirt.h>
81 #endif
82
83 #include "sched_cpupri.h"
84 #include "workqueue_sched.h"
85 #include "sched_autogroup.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 /*
91  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
92  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
93  * and back.
94  */
95 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
96 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
97 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
98
99 /*
100  * 'User priority' is the nice value converted to something we
101  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
102  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
103  */
104 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
105 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
106 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
107
108 /*
109  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
110  */
111 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
112
113 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
114 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
115
116 /*
117  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
118  *
119  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
120  * Timeslices get refilled after they expire.
121  */
122 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
123
124 /*
125  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
126  */
127 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
128
129 static inline int rt_policy(int policy)
130 {
131         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
132                 return 1;
133         return 0;
134 }
135
136 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
137 {
138         return rt_policy(p->policy);
139 }
140
141 /*
142  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
143  */
144 struct rt_prio_array {
145         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
146         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
147 };
148
149 struct rt_bandwidth {
150         /* nests inside the rq lock: */
151         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
152         ktime_t                 rt_period;
153         u64                     rt_runtime;
154         struct hrtimer          rt_period_timer;
155 };
156
157 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
158
159 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
160
161 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
162 {
163         struct rt_bandwidth *rt_b =
164                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
165         ktime_t now;
166         int overrun;
167         int idle = 0;
168
169         for (;;) {
170                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
171                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
172
173                 if (!overrun)
174                         break;
175
176                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
177         }
178
179         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
180 }
181
182 static
183 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
184 {
185         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
186         rt_b->rt_runtime = runtime;
187
188         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
189
190         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
191                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
192         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
193 }
194
195 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
196 {
197         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
198 }
199
200 static void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
201 {
202         unsigned long delta;
203         ktime_t soft, hard, now;
204
205         for (;;) {
206                 if (hrtimer_active(period_timer))
207                         break;
208
209                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
210                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
211
212                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
213                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
214                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
215                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
216                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
217         }
218 }
219
220 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
221 {
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         start_bandwidth_timer(&rt_b->rt_period_timer, rt_b->rt_period);
230         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
234 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
235 {
236         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
237 }
238 #endif
239
240 /*
241  * sched_domains_mutex serializes calls to init_sched_domains,
242  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
243  */
244 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
245
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247
248 #include <linux/cgroup.h>
249
250 struct cfs_rq;
251
252 static LIST_HEAD(task_groups);
253
254 struct cfs_bandwidth {
255 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
256         raw_spinlock_t lock;
257         ktime_t period;
258         u64 quota, runtime;
259         s64 hierarchal_quota;
260         u64 runtime_expires;
261
262         int idle, timer_active;
263         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
264         struct list_head throttled_cfs_rq;
265
266         /* statistics */
267         int nr_periods, nr_throttled;
268         u64 throttled_time;
269 #endif
270 };
271
272 /* task group related information */
273 struct task_group {
274         struct cgroup_subsys_state css;
275
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277         /* schedulable entities of this group on each cpu */
278         struct sched_entity **se;
279         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
280         struct cfs_rq **cfs_rq;
281         unsigned long shares;
282
283         atomic_t load_weight;
284 #endif
285
286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
287         struct sched_rt_entity **rt_se;
288         struct rt_rq **rt_rq;
289
290         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
291 #endif
292
293         struct rcu_head rcu;
294         struct list_head list;
295
296         struct task_group *parent;
297         struct list_head siblings;
298         struct list_head children;
299
300 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
301         struct autogroup *autogroup;
302 #endif
303
304         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
305 };
306
307 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
308 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
309
310 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
311
312 # define ROOT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
313
314 /*
315  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
316  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
317  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
318  * too large, so as the shares value of a task group.
319  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
320  *  limitation from this.)
321  */
322 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
323 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
324
325 static int root_task_group_load = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
326 #endif
327
328 /* Default task group.
329  *      Every task in system belong to this group at bootup.
330  */
331 struct task_group root_task_group;
332
333 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
334
335 /* CFS-related fields in a runqueue */
336 struct cfs_rq {
337         struct load_weight load;
338         unsigned long nr_running, h_nr_running;
339
340         u64 exec_clock;
341         u64 min_vruntime;
342 #ifndef CONFIG_64BIT
343         u64 min_vruntime_copy;
344 #endif
345
346         struct rb_root tasks_timeline;
347         struct rb_node *rb_leftmost;
348
349         struct list_head tasks;
350         struct list_head *balance_iterator;
351
352         /*
353          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
354          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
355          */
356         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
357
358 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
359         unsigned int nr_spread_over;
360 #endif
361
362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
363         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
364
365         /*
366          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
367          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
368          * (like users, containers etc.)
369          *
370          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
371          * list is used during load balance.
372          */
373         int on_list;
374         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
375         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
376
377 #ifdef CONFIG_SMP
378         /*
379          * the part of load.weight contributed by tasks
380          */
381         unsigned long task_weight;
382
383         /*
384          *   h_load = weight * f(tg)
385          *
386          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
387          * this group.
388          */
389         unsigned long h_load;
390
391         /*
392          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
393          *
394          * load_stamp is the last time we updated the load average
395          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
396          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
397          */
398         u64 load_avg;
399         u64 load_period;
400         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
401
402         unsigned long load_contribution;
403 #endif
404 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
405         int runtime_enabled;
406         u64 runtime_expires;
407         s64 runtime_remaining;
408
409         u64 throttled_timestamp;
410         int throttled, throttle_count;
411         struct list_head throttled_list;
412 #endif
413 #endif
414 };
415
416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
417 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
418 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
419 {
420         return &tg->cfs_bandwidth;
421 }
422
423 static inline u64 default_cfs_period(void);
424 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
425 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
426
427 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
428 {
429         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
430                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
431         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
432
433         return HRTIMER_NORESTART;
434 }
435
436 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
437 {
438         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
439                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
440         ktime_t now;
441         int overrun;
442         int idle = 0;
443
444         for (;;) {
445                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
446                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
447
448                 if (!overrun)
449                         break;
450
451                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
452         }
453
454         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
455 }
456
457 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
458 {
459         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
460         cfs_b->runtime = 0;
461         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
462         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
463
464         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
465         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
466         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
467         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
468         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
469 }
470
471 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
474         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
475 }
476
477 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
478 static void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
479 {
480         /*
481          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
482          * period or because we're racing with the tear-down path
483          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
484          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
485          */
486         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
487                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
488                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
489                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
490
491                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
492                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
493                 if (cfs_b->timer_active)
494                         return;
495         }
496
497         cfs_b->timer_active = 1;
498         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
499 }
500
501 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
502 {
503         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
504         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
505 }
506 #else
507 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
508 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
509 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
510
511 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
512 {
513         return NULL;
514 }
515 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
516 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
517
518 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
519 struct rt_rq {
520         struct rt_prio_array active;
521         unsigned long rt_nr_running;
522 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
523         struct {
524                 int curr; /* highest queued rt task prio */
525 #ifdef CONFIG_SMP
526                 int next; /* next highest */
527 #endif
528         } highest_prio;
529 #endif
530 #ifdef CONFIG_SMP
531         unsigned long rt_nr_migratory;
532         unsigned long rt_nr_total;
533         int overloaded;
534         struct plist_head pushable_tasks;
535 #endif
536         int rt_throttled;
537         u64 rt_time;
538         u64 rt_runtime;
539         /* Nests inside the rq lock: */
540         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
541
542 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
543         unsigned long rt_nr_boosted;
544
545         struct rq *rq;
546         struct list_head leaf_rt_rq_list;
547         struct task_group *tg;
548 #endif
549 };
550
551 #ifdef CONFIG_SMP
552
553 /*
554  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
555  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
556  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
557  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
558  * object.
559  *
560  */
561 struct root_domain {
562         atomic_t refcount;
563         atomic_t rto_count;
564         struct rcu_head rcu;
565         cpumask_var_t span;
566         cpumask_var_t online;
567
568         /*
569          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
570          * one runnable RT task.
571          */
572         cpumask_var_t rto_mask;
573         struct cpupri cpupri;
574 };
575
576 /*
577  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
578  * members (mimicking the global state we have today).
579  */
580 static struct root_domain def_root_domain;
581
582 #endif /* CONFIG_SMP */
583
584 /*
585  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
586  *
587  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
588  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
589  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
590  */
591 struct rq {
592         /* runqueue lock: */
593         raw_spinlock_t lock;
594
595         /*
596          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
597          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
598          */
599         unsigned long nr_running;
600         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
601         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
602         unsigned long last_load_update_tick;
603 #ifdef CONFIG_NO_HZ
604         u64 nohz_stamp;
605         unsigned char nohz_balance_kick;
606 #endif
607         int skip_clock_update;
608
609         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
610         struct load_weight load;
611         unsigned long nr_load_updates;
612         u64 nr_switches;
613
614         struct cfs_rq cfs;
615         struct rt_rq rt;
616
617 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
618         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
619         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
620 #endif
621 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
622         struct list_head leaf_rt_rq_list;
623 #endif
624
625         /*
626          * This is part of a global counter where only the total sum
627          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
628          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
629          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
630          */
631         unsigned long nr_uninterruptible;
632
633         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
634         unsigned long next_balance;
635         struct mm_struct *prev_mm;
636
637         u64 clock;
638         u64 clock_task;
639
640         atomic_t nr_iowait;
641
642 #ifdef CONFIG_SMP
643         struct root_domain *rd;
644         struct sched_domain *sd;
645
646         unsigned long cpu_power;
647
648         unsigned char idle_balance;
649         /* For active balancing */
650         int post_schedule;
651         int active_balance;
652         int push_cpu;
653         struct cpu_stop_work active_balance_work;
654         /* cpu of this runqueue: */
655         int cpu;
656         int online;
657
658         u64 rt_avg;
659         u64 age_stamp;
660         u64 idle_stamp;
661         u64 avg_idle;
662 #endif
663
664 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
665         u64 prev_irq_time;
666 #endif
667 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
668         u64 prev_steal_time;
669 #endif
670 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
671         u64 prev_steal_time_rq;
672 #endif
673
674         /* calc_load related fields */
675         unsigned long calc_load_update;
676         long calc_load_active;
677
678 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
679 #ifdef CONFIG_SMP
680         int hrtick_csd_pending;
681         struct call_single_data hrtick_csd;
682 #endif
683         struct hrtimer hrtick_timer;
684 #endif
685
686 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
687         /* latency stats */
688         struct sched_info rq_sched_info;
689         unsigned long long rq_cpu_time;
690         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
691
692         /* sys_sched_yield() stats */
693         unsigned int yld_count;
694
695         /* schedule() stats */
696         unsigned int sched_switch;
697         unsigned int sched_count;
698         unsigned int sched_goidle;
699
700         /* try_to_wake_up() stats */
701         unsigned int ttwu_count;
702         unsigned int ttwu_local;
703 #endif
704
705 #ifdef CONFIG_SMP
706         struct llist_head wake_list;
707 #endif
708 };
709
710 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
711
712
713 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
714
715 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
716 {
717 #ifdef CONFIG_SMP
718         return rq->cpu;
719 #else
720         return 0;
721 #endif
722 }
723
724 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
725         rcu_dereference_check((p), \
726                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
727
728 /*
729  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
730  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
731  *
732  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
733  * preempt-disabled sections.
734  */
735 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
736         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
737
738 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
739 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
740 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
741 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
742 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
743
744 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
745
746 /*
747  * Return the group to which this tasks belongs.
748  *
749  * We cannot use task_subsys_state() and friends because the cgroup
750  * subsystem changes that value before the cgroup_subsys::attach() method
751  * is called, therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
752  *
753  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
754  * core changes this before calling sched_move_task().
755  *
756  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
757  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
758  */
759 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
760 {
761         return p->sched_task_group;
762 }
763
764 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
765 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
766 {
767 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
768         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
769         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
770 #endif
771
772 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
773         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
774         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
775 #endif
776 }
777
778 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
779
780 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
781 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
782 {
783         return NULL;
784 }
785
786 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
787
788 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
789
790 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
791 {
792         s64 delta;
793
794         if (rq->skip_clock_update > 0)
795                 return;
796
797         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
798         rq->clock += delta;
799         update_rq_clock_task(rq, delta);
800 }
801
802 /*
803  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
804  */
805 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
806 # define const_debug __read_mostly
807 #else
808 # define const_debug static const
809 #endif
810
811 /**
812  * runqueue_is_locked - Returns true if the current cpu runqueue is locked
813  * @cpu: the processor in question.
814  *
815  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
816  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
817  */
818 int runqueue_is_locked(int cpu)
819 {
820         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
821 }
822
823 /*
824  * Debugging: various feature bits
825  */
826
827 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
828         __SCHED_FEAT_##name ,
829
830 enum {
831 #include "sched_features.h"
832 };
833
834 #undef SCHED_FEAT
835
836 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
837         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
838
839 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
840 #include "sched_features.h"
841         0;
842
843 #undef SCHED_FEAT
844
845 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
846 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
847         #name ,
848
849 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
850 #include "sched_features.h"
851         NULL
852 };
853
854 #undef SCHED_FEAT
855
856 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
857 {
858         int i;
859
860         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
861                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
862                         seq_puts(m, "NO_");
863                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
864         }
865         seq_puts(m, "\n");
866
867         return 0;
868 }
869
870 static ssize_t
871 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
872                 size_t cnt, loff_t *ppos)
873 {
874         char buf[64];
875         char *cmp;
876         int neg = 0;
877         int i;
878
879         if (cnt > 63)
880                 cnt = 63;
881
882         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
883                 return -EFAULT;
884
885         buf[cnt] = 0;
886         cmp = strstrip(buf);
887
888         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
889                 neg = 1;
890                 cmp += 3;
891         }
892
893         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
894                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
895                         if (neg)
896                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
897                         else
898                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
899                         break;
900                 }
901         }
902
903         if (!sched_feat_names[i])
904                 return -EINVAL;
905
906         *ppos += cnt;
907
908         return cnt;
909 }
910
911 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
912 {
913         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
914 }
915
916 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
917         .open           = sched_feat_open,
918         .write          = sched_feat_write,
919         .read           = seq_read,
920         .llseek         = seq_lseek,
921         .release        = single_release,
922 };
923
924 static __init int sched_init_debug(void)
925 {
926         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
927                         &sched_feat_fops);
928
929         return 0;
930 }
931 late_initcall(sched_init_debug);
932
933 #endif
934
935 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
936
937 /*
938  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
939  * Limited because this is done with IRQs disabled.
940  */
941 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
942
943 /*
944  * period over which we average the RT time consumption, measured
945  * in ms.
946  *
947  * default: 1s
948  */
949 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
950
951 /*
952  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
953  * default: 1s
954  */
955 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
956
957 static __read_mostly int scheduler_running;
958
959 /*
960  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
961  * default: 0.95s
962  */
963 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
964
965 static inline u64 global_rt_period(void)
966 {
967         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
968 }
969
970 static inline u64 global_rt_runtime(void)
971 {
972         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
973                 return RUNTIME_INF;
974
975         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
976 }
977
978 #ifndef prepare_arch_switch
979 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
980 #endif
981 #ifndef finish_arch_switch
982 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
983 #endif
984
985 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
986 {
987         return rq->curr == p;
988 }
989
990 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
991 {
992 #ifdef CONFIG_SMP
993         return p->on_cpu;
994 #else
995         return task_current(rq, p);
996 #endif
997 }
998
999 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1000 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1001 {
1002 #ifdef CONFIG_SMP
1003         /*
1004          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1005          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1006          * here.
1007          */
1008         next->on_cpu = 1;
1009 #endif
1010 }
1011
1012 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1013 {
1014 #ifdef CONFIG_SMP
1015         /*
1016          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1017          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1018          * finished.
1019          *
1020          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1021          */
1022         smp_mb();
1023         prev->on_cpu = 0;
1024 #endif
1025 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1026         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1027         rq->lock.owner = current;
1028 #endif
1029         /*
1030          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1031          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1032          * prev into current:
1033          */
1034         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1035
1036         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1037 }
1038
1039 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1040 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1041 {
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043         /*
1044          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1045          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1046          * here.
1047          */
1048         next->on_cpu = 1;
1049 #endif
1050 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1051         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1052 #else
1053         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1054 #endif
1055 }
1056
1057 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1058 {
1059 #ifdef CONFIG_SMP
1060         /*
1061          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1062          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1063          * finished.
1064          */
1065         smp_wmb();
1066         prev->on_cpu = 0;
1067 #endif
1068 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1069         local_irq_enable();
1070 #endif
1071 }
1072 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1073
1074 /*
1075  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1076  */
1077 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1078         __acquires(rq->lock)
1079 {
1080         struct rq *rq;
1081
1082         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1083
1084         for (;;) {
1085                 rq = task_rq(p);
1086                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1087                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1088                         return rq;
1089                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1095  */
1096 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1097         __acquires(p->pi_lock)
1098         __acquires(rq->lock)
1099 {
1100         struct rq *rq;
1101
1102         for (;;) {
1103                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1104                 rq = task_rq(p);
1105                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1106                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1107                         return rq;
1108                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1109                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1114         __releases(rq->lock)
1115 {
1116         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1117 }
1118
1119 static inline void
1120 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1121         __releases(rq->lock)
1122         __releases(p->pi_lock)
1123 {
1124         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1125         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1130  */
1131 static struct rq *this_rq_lock(void)
1132         __acquires(rq->lock)
1133 {
1134         struct rq *rq;
1135
1136         local_irq_disable();
1137         rq = this_rq();
1138         raw_spin_lock(&rq->lock);
1139
1140         return rq;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1144 /*
1145  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1146  *
1147  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1148  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1149  * reschedule event.
1150  *
1151  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1152  * rq->lock.
1153  */
1154
1155 /*
1156  * Use hrtick when:
1157  *  - enabled by features
1158  *  - hrtimer is actually high res
1159  */
1160 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1161 {
1162         if (!sched_feat(HRTICK))
1163                 return 0;
1164         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1165                 return 0;
1166         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1167 }
1168
1169 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1170 {
1171         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1172                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * High-resolution timer tick.
1177  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1178  */
1179 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1180 {
1181         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1182
1183         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1184
1185         raw_spin_lock(&rq->lock);
1186         update_rq_clock(rq);
1187         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1188         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1189
1190         return HRTIMER_NORESTART;
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_SMP
1194 /*
1195  * called from hardirq (IPI) context
1196  */
1197 static void __hrtick_start(void *arg)
1198 {
1199         struct rq *rq = arg;
1200
1201         raw_spin_lock(&rq->lock);
1202         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1203         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1204         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Called to set the hrtick timer state.
1209  *
1210  * called with rq->lock held and irqs disabled
1211  */
1212 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1213 {
1214         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1215         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1216
1217         hrtimer_set_expires(timer, time);
1218
1219         if (rq == this_rq()) {
1220                 hrtimer_restart(timer);
1221         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1222                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1223                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1224         }
1225 }
1226
1227 static int
1228 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1229 {
1230         int cpu = (int)(long)hcpu;
1231
1232         switch (action) {
1233         case CPU_UP_CANCELED:
1234         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1235         case CPU_DOWN_PREPARE:
1236         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1237         case CPU_DEAD:
1238         case CPU_DEAD_FROZEN:
1239                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1240                 return NOTIFY_OK;
1241         }
1242
1243         return NOTIFY_DONE;
1244 }
1245
1246 static __init void init_hrtick(void)
1247 {
1248         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1249 }
1250 #else
1251 /*
1252  * Called to set the hrtick timer state.
1253  *
1254  * called with rq->lock held and irqs disabled
1255  */
1256 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1257 {
1258         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1259                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1260 }
1261
1262 static inline void init_hrtick(void)
1263 {
1264 }
1265 #endif /* CONFIG_SMP */
1266
1267 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SMP
1270         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1271
1272         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1273         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1274         rq->hrtick_csd.info = rq;
1275 #endif
1276
1277         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1278         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1279 }
1280 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1281 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1282 {
1283 }
1284
1285 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1286 {
1287 }
1288
1289 static inline void init_hrtick(void)
1290 {
1291 }
1292 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1293
1294 /*
1295  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1296  *
1297  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1298  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1299  * the target CPU.
1300  */
1301 #ifdef CONFIG_SMP
1302
1303 #ifndef tsk_is_polling
1304 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1305 #endif
1306
1307 static void resched_task(struct task_struct *p)
1308 {
1309         int cpu;
1310
1311         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1312
1313         if (test_tsk_need_resched(p))
1314                 return;
1315
1316         set_tsk_need_resched(p);
1317
1318         cpu = task_cpu(p);
1319         if (cpu == smp_processor_id())
1320                 return;
1321
1322         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1323         smp_mb();
1324         if (!tsk_is_polling(p))
1325                 smp_send_reschedule(cpu);
1326 }
1327
1328 static void resched_cpu(int cpu)
1329 {
1330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1331         unsigned long flags;
1332
1333         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1334                 return;
1335         resched_task(cpu_curr(cpu));
1336         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1337 }
1338
1339 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1340 /*
1341  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
1342  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
1343  *
1344  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1345  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
1346  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1347  */
1348 int get_nohz_timer_target(void)
1349 {
1350         int cpu = smp_processor_id();
1351         int i;
1352         struct sched_domain *sd;
1353
1354         rcu_read_lock();
1355         for_each_domain(cpu, sd) {
1356                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1357                         if (!idle_cpu(i)) {
1358                                 cpu = i;
1359                                 goto unlock;
1360                         }
1361                 }
1362         }
1363 unlock:
1364         rcu_read_unlock();
1365         return cpu;
1366 }
1367 /*
1368  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1369  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1370  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1371  * idle system the next event might even be infinite time into the
1372  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1373  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1374  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1375  * wheel for the next timer event.
1376  */
1377 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1378 {
1379         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1380
1381         if (cpu == smp_processor_id())
1382                 return;
1383
1384         /*
1385          * This is safe, as this function is called with the timer
1386          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1387          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1388          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1389          * timer into account automatically.
1390          */
1391         if (rq->curr != rq->idle)
1392                 return;
1393
1394         /*
1395          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1396          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1397          * idle task through an additional NOOP schedule()
1398          */
1399         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1400
1401         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1402         smp_mb();
1403         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1404                 smp_send_reschedule(cpu);
1405 }
1406
1407 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1408 {
1409         return idle_cpu(smp_processor_id()) && this_rq()->nohz_balance_kick;
1410 }
1411
1412 #else /* CONFIG_NO_HZ */
1413
1414 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1415 {
1416         return false;
1417 }
1418
1419 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1420
1421 static u64 sched_avg_period(void)
1422 {
1423         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1424 }
1425
1426 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1427 {
1428         s64 period = sched_avg_period();
1429
1430         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1431                 /*
1432                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1433                  * optimising this loop into a divmod call.
1434                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1435                  */
1436                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
1437                 rq->age_stamp += period;
1438                 rq->rt_avg /= 2;
1439         }
1440 }
1441
1442 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1443 {
1444         rq->rt_avg += rt_delta;
1445         sched_avg_update(rq);
1446 }
1447
1448 #else /* !CONFIG_SMP */
1449 static void resched_task(struct task_struct *p)
1450 {
1451         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1452         set_tsk_need_resched(p);
1453 }
1454
1455 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1456 {
1457 }
1458
1459 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1460 {
1461 }
1462 #endif /* CONFIG_SMP */
1463
1464 #if BITS_PER_LONG == 32
1465 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1466 #else
1467 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1468 #endif
1469
1470 #define WMULT_SHIFT     32
1471
1472 /*
1473  * Shift right and round:
1474  */
1475 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1476
1477 /*
1478  * delta *= weight / lw
1479  */
1480 static unsigned long
1481 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1482                 struct load_weight *lw)
1483 {
1484         u64 tmp;
1485
1486         /*
1487          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
1488          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
1489          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
1490          */
1491         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
1492                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
1493         else
1494                 tmp = (u64)delta_exec;
1495
1496         if (!lw->inv_weight) {
1497                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
1498
1499                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
1500                         lw->inv_weight = 1;
1501                 else if (unlikely(!w))
1502                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
1503                 else
1504                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1509          */
1510         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1511                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1512                         WMULT_SHIFT/2);
1513         else
1514                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1515
1516         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1517 }
1518
1519 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1520 {
1521         lw->weight += inc;
1522         lw->inv_weight = 0;
1523 }
1524
1525 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1526 {
1527         lw->weight -= dec;
1528         lw->inv_weight = 0;
1529 }
1530
1531 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
1532 {
1533         lw->weight = w;
1534         lw->inv_weight = 0;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1539  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1540  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1541  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1542  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1543  * slice expiry etc.
1544  */
1545
1546 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1547 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1548
1549 /*
1550  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1551  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1552  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1553  * that remained on nice 0.
1554  *
1555  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1556  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1557  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1558  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1559  * the relative distance between them is ~25%.)
1560  */
1561 static const int prio_to_weight[40] = {
1562  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1563  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1564  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1565  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1566  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1567  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1568  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1569  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1570 };
1571
1572 /*
1573  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1574  *
1575  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1576  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1577  * into multiplications:
1578  */
1579 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1580  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1581  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1582  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1583  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1584  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1585  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1586  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1587  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1588 };
1589
1590 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1591 enum cpuacct_stat_index {
1592         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1593         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1594
1595         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1596 };
1597
1598 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1599 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1600 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1601                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1602 #else
1603 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1604 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1605                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1606 #endif
1607
1608 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1609 {
1610         update_load_add(&rq->load, load);
1611 }
1612
1613 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1614 {
1615         update_load_sub(&rq->load, load);
1616 }
1617
1618 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1619                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1620 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1621
1622 /*
1623  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1624  * node and @up when leaving it for the final time.
1625  *
1626  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1627  */
1628 static int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1629                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1630 {
1631         struct task_group *parent, *child;
1632         int ret;
1633
1634         parent = from;
1635
1636 down:
1637         ret = (*down)(parent, data);
1638         if (ret)
1639                 goto out;
1640         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1641                 parent = child;
1642                 goto down;
1643
1644 up:
1645                 continue;
1646         }
1647         ret = (*up)(parent, data);
1648         if (ret || parent == from)
1649                 goto out;
1650
1651         child = parent;
1652         parent = parent->parent;
1653         if (parent)
1654                 goto up;
1655 out:
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1661  * leaving it for the final time.
1662  *
1663  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1664  */
1665
1666 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1667 {
1668         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
1669 }
1670
1671 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1672 {
1673         return 0;
1674 }
1675 #endif
1676
1677 #ifdef CONFIG_SMP
1678 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1679 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1680 {
1681         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1686  * according to the scheduling class and "nice" value.
1687  *
1688  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1689  * balance conservatively.
1690  */
1691 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1692 {
1693         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1694         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1695
1696         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1697                 return total;
1698
1699         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1704  * according to the scheduling class and "nice" value.
1705  */
1706 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1707 {
1708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1709         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1710
1711         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1712                 return total;
1713
1714         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1715 }
1716
1717 static unsigned long power_of(int cpu)
1718 {
1719         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
1720 }
1721
1722 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1723
1724 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1725 {
1726         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1727         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1728
1729         if (nr_running)
1730                 return rq->load.weight / nr_running;
1731
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1736
1737 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1738
1739 /*
1740  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1741  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1742  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1743  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1744  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1745  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1746  */
1747 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1748         __releases(this_rq->lock)
1749         __acquires(busiest->lock)
1750         __acquires(this_rq->lock)
1751 {
1752         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1753         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1754
1755         return 1;
1756 }
1757
1758 #else
1759 /*
1760  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1761  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1762  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1763  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1764  * regardless of entry order into the function.
1765  */
1766 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1767         __releases(this_rq->lock)
1768         __acquires(busiest->lock)
1769         __acquires(this_rq->lock)
1770 {
1771         int ret = 0;
1772
1773         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1774                 if (busiest < this_rq) {
1775                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1776                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1777                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1778                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1779                         ret = 1;
1780                 } else
1781                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1782                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1783         }
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1788
1789 /*
1790  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1791  */
1792 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1793 {
1794         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1795                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1796                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1797                 BUG_ON(1);
1798         }
1799
1800         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1801 }
1802
1803 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1804         __releases(busiest->lock)
1805 {
1806         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1807         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1812  *
1813  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1814  * you need to do so manually before calling.
1815  */
1816 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1817         __acquires(rq1->lock)
1818         __acquires(rq2->lock)
1819 {
1820         BUG_ON(!irqs_disabled());
1821         if (rq1 == rq2) {
1822                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1823                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1824         } else {
1825                 if (rq1 < rq2) {
1826                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1827                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1828                 } else {
1829                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1830                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1831                 }
1832         }
1833 }
1834
1835 /*
1836  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1837  *
1838  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1839  * you need to do so manually after calling.
1840  */
1841 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1842         __releases(rq1->lock)
1843         __releases(rq2->lock)
1844 {
1845         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1846         if (rq1 != rq2)
1847                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1848         else
1849                 __release(rq2->lock);
1850 }
1851
1852 #else /* CONFIG_SMP */
1853
1854 /*
1855  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1856  *
1857  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1858  * you need to do so manually before calling.
1859  */
1860 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1861         __acquires(rq1->lock)
1862         __acquires(rq2->lock)
1863 {
1864         BUG_ON(!irqs_disabled());
1865         BUG_ON(rq1 != rq2);
1866         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1867         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1868 }
1869
1870 /*
1871  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1872  *
1873  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1874  * you need to do so manually after calling.
1875  */
1876 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1877         __releases(rq1->lock)
1878         __releases(rq2->lock)
1879 {
1880         BUG_ON(rq1 != rq2);
1881         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1882         __release(rq2->lock);
1883 }
1884
1885 #endif
1886
1887 static void update_sysctl(void);
1888 static int get_update_sysctl_factor(void);
1889 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1890
1891 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1892 {
1893         set_task_rq(p, cpu);
1894 #ifdef CONFIG_SMP
1895         /*
1896          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1897          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1898          * per-task data have been completed by this moment.
1899          */
1900         smp_wmb();
1901         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1902 #endif
1903 }
1904
1905 static const struct sched_class rt_sched_class;
1906
1907 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1908 #define for_each_class(class) \
1909    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1910
1911 #include "sched_stats.h"
1912
1913 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1914 {
1915         rq->nr_running++;
1916 }
1917
1918 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1919 {
1920         rq->nr_running--;
1921 }
1922
1923 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1924 {
1925         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1926         struct load_weight *load = &p->se.load;
1927
1928         /*
1929          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1930          */
1931         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1932                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1933                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1934                 return;
1935         }
1936
1937         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
1938         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
1939 }
1940
1941 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1942 {
1943         update_rq_clock(rq);
1944         sched_info_queued(p);
1945         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1946 }
1947
1948 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1949 {
1950         update_rq_clock(rq);
1951         sched_info_dequeued(p);
1952         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * activate_task - move a task to the runqueue.
1957  */
1958 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1959 {
1960         if (task_contributes_to_load(p))
1961                 rq->nr_uninterruptible--;
1962
1963         enqueue_task(rq, p, flags);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1968  */
1969 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1970 {
1971         if (task_contributes_to_load(p))
1972                 rq->nr_uninterruptible++;
1973
1974         dequeue_task(rq, p, flags);
1975 }
1976
1977 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1978
1979 /*
1980  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
1981  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
1982  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
1983  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
1984  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
1985  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
1986  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
1987  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
1988  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
1989  */
1990 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1991 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1992
1993 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
1994 static int sched_clock_irqtime;
1995
1996 void enable_sched_clock_irqtime(void)
1997 {
1998         sched_clock_irqtime = 1;
1999 }
2000
2001 void disable_sched_clock_irqtime(void)
2002 {
2003         sched_clock_irqtime = 0;
2004 }
2005
2006 #ifndef CONFIG_64BIT
2007 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
2008
2009 static inline void irq_time_write_begin(void)
2010 {
2011         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2012         smp_wmb();
2013 }
2014
2015 static inline void irq_time_write_end(void)
2016 {
2017         smp_wmb();
2018         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2019 }
2020
2021 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2022 {
2023         u64 irq_time;
2024         unsigned seq;
2025
2026         do {
2027                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
2028                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
2029                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2030         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
2031
2032         return irq_time;
2033 }
2034 #else /* CONFIG_64BIT */
2035 static inline void irq_time_write_begin(void)
2036 {
2037 }
2038
2039 static inline void irq_time_write_end(void)
2040 {
2041 }
2042
2043 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2044 {
2045         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2046 }
2047 #endif /* CONFIG_64BIT */
2048
2049 /*
2050  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
2051  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
2052  */
2053 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
2054 {
2055         unsigned long flags;
2056         s64 delta;
2057         int cpu;
2058
2059         if (!sched_clock_irqtime)
2060                 return;
2061
2062         local_irq_save(flags);
2063
2064         cpu = smp_processor_id();
2065         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
2066         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
2067
2068         irq_time_write_begin();
2069         /*
2070          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
2071          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
2072          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
2073          * that do not consume any time, but still wants to run.
2074          */
2075         if (hardirq_count())
2076                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
2077         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
2078                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
2079
2080         irq_time_write_end();
2081         local_irq_restore(flags);
2082 }
2083 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
2084
2085 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2086
2087 static inline void account_reset_rq(struct rq *rq)
2088 {
2089 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2090         rq->prev_irq_time = 0;
2091 #endif
2092 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2093         rq->prev_steal_time = 0;
2094 #endif
2095 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2096         rq->prev_steal_time_rq = 0;
2097 #endif
2098 }
2099
2100 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2101 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
2102 {
2103         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
2104                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
2105
2106         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
2107 }
2108 #endif
2109
2110 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
2111 {
2112 /*
2113  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
2114  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
2115  */
2116 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2117         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
2118 #endif
2119 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2120         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
2121
2122         /*
2123          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
2124          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
2125          * {soft,}irq region.
2126          *
2127          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
2128          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
2129          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
2130          * monotonic.
2131          *
2132          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
2133          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
2134          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
2135          * atomic ops.
2136          */
2137         if (irq_delta > delta)
2138                 irq_delta = delta;
2139
2140         rq->prev_irq_time += irq_delta;
2141         delta -= irq_delta;
2142 #endif
2143 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2144         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
2145                 u64 st;
2146
2147                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
2148                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
2149
2150                 if (unlikely(steal > delta))
2151                         steal = delta;
2152
2153                 st = steal_ticks(steal);
2154                 steal = st * TICK_NSEC;
2155
2156                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
2157
2158                 delta -= steal;
2159         }
2160 #endif
2161
2162         rq->clock_task += delta;
2163
2164 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2165         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
2166                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
2167 #endif
2168 }
2169
2170 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2171 static int irqtime_account_hi_update(void)
2172 {
2173         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2174         unsigned long flags;
2175         u64 latest_ns;
2176         int ret = 0;
2177
2178         local_irq_save(flags);
2179         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
2180         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
2181                 ret = 1;
2182         local_irq_restore(flags);
2183         return ret;
2184 }
2185
2186 static int irqtime_account_si_update(void)
2187 {
2188         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2189         unsigned long flags;
2190         u64 latest_ns;
2191         int ret = 0;
2192
2193         local_irq_save(flags);
2194         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
2195         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
2196                 ret = 1;
2197         local_irq_restore(flags);
2198         return ret;
2199 }
2200
2201 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2202
2203 #define sched_clock_irqtime     (0)
2204
2205 #endif
2206
2207 #ifdef CONFIG_SMP
2208 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq);
2209 #endif
2210
2211 #include "sched_idletask.c"
2212 #include "sched_fair.c"
2213 #include "sched_rt.c"
2214 #include "sched_autogroup.c"
2215 #include "sched_stoptask.c"
2216 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2217 # include "sched_debug.c"
2218 #endif
2219
2220 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2221 {
2222         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2223         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2224
2225         if (stop) {
2226                 /*
2227                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2228                  * userspace knows about and won't get confused about.
2229                  *
2230                  * Also, it will make PI more or less work without too
2231                  * much confusion -- but then, stop work should not
2232                  * rely on PI working anyway.
2233                  */
2234                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2235
2236                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2237         }
2238
2239         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2240
2241         if (old_stop) {
2242                 /*
2243                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2244                  * it can die in pieces.
2245                  */
2246                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2247         }
2248 }
2249
2250 /*
2251  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
2252  */
2253 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
2254 {
2255         return p->static_prio;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2260  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2261  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2262  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2263  * estimator recalculates.
2264  */
2265 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2266 {
2267         int prio;
2268
2269         if (task_has_rt_policy(p))
2270                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2271         else
2272                 prio = __normal_prio(p);
2273         return prio;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2278  * taken into account by the scheduler. This value might
2279  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2280  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2281  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2282  */
2283 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2284 {
2285         p->normal_prio = normal_prio(p);
2286         /*
2287          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2288          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2289          * to the normal priority:
2290          */
2291         if (!rt_prio(p->prio))
2292                 return p->normal_prio;
2293         return p->prio;
2294 }
2295
2296 /**
2297  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2298  * @p: the task in question.
2299  */
2300 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2301 {
2302         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2303 }
2304
2305 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2306                                        const struct sched_class *prev_class,
2307                                        int oldprio)
2308 {
2309         if (prev_class != p->sched_class) {
2310                 if (prev_class->switched_from)
2311                         prev_class->switched_from(rq, p);
2312                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2313         } else if (oldprio != p->prio)
2314                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2315 }
2316
2317 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2318 {
2319         const struct sched_class *class;
2320
2321         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
2322                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2323         } else {
2324                 for_each_class(class) {
2325                         if (class == rq->curr->sched_class)
2326                                 break;
2327                         if (class == p->sched_class) {
2328                                 resched_task(rq->curr);
2329                                 break;
2330                         }
2331                 }
2332         }
2333
2334         /*
2335          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2336          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2337          */
2338         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2339                 rq->skip_clock_update = 1;
2340 }
2341
2342 #ifdef CONFIG_SMP
2343 /*
2344  * Is this task likely cache-hot:
2345  */
2346 static int
2347 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2348 {
2349         s64 delta;
2350
2351         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2352                 return 0;
2353
2354         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
2355                 return 0;
2356
2357         /*
2358          * Buddy candidates are cache hot:
2359          */
2360         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2361                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2362                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2363                 return 1;
2364
2365         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2366                 return 1;
2367         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2368                 return 0;
2369
2370         delta = now - p->se.exec_start;
2371
2372         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2373 }
2374
2375 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2376 {
2377 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2378         /*
2379          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2380          * ttwu() will sort out the placement.
2381          */
2382         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2383                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2384
2385 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2386         /*
2387          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2388          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2389          *
2390          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2391          * see task_group().
2392          *
2393          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2394          * task_rq_lock().
2395          */
2396         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2397                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2398 #endif
2399 #endif
2400
2401         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2402
2403         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2404                 p->se.nr_migrations++;
2405                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
2406         }
2407
2408         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2409 }
2410
2411 struct migration_arg {
2412         struct task_struct *task;
2413         int dest_cpu;
2414 };
2415
2416 static int migration_cpu_stop(void *data);
2417
2418 /*
2419  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2420  *
2421  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2422  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2423  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2424  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2425  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2426  * @p has remained unscheduled the whole time.
2427  *
2428  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2429  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2430  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2431  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2432  * waiting to become inactive.
2433  */
2434 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2435 {
2436         unsigned long flags;
2437         int running, on_rq;
2438         unsigned long ncsw;
2439         struct rq *rq;
2440
2441         for (;;) {
2442                 /*
2443                  * We do the initial early heuristics without holding
2444                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2445                  * the runqueue lock when things look like they will
2446                  * work out!
2447                  */
2448                 rq = task_rq(p);
2449
2450                 /*
2451                  * If the task is actively running on another CPU
2452                  * still, just relax and busy-wait without holding
2453                  * any locks.
2454                  *
2455                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2456                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2457                  * But we don't care, since "task_running()" will
2458                  * return false if the runqueue has changed and p
2459                  * is actually now running somewhere else!
2460                  */
2461                 while (task_running(rq, p)) {
2462                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2463                                 return 0;
2464                         cpu_relax();
2465                 }
2466
2467                 /*
2468                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2469                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2470                  * just go back and repeat.
2471                  */
2472                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2473                 trace_sched_wait_task(p);
2474                 running = task_running(rq, p);
2475                 on_rq = p->on_rq;
2476                 ncsw = 0;
2477                 if (!match_state || p->state == match_state)
2478                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2479                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2480
2481                 /*
2482                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2483                  */
2484                 if (unlikely(!ncsw))
2485                         break;
2486
2487                 /*
2488                  * Was it really running after all now that we
2489                  * checked with the proper locks actually held?
2490                  *
2491                  * Oops. Go back and try again..
2492                  */
2493                 if (unlikely(running)) {
2494                         cpu_relax();
2495                         continue;
2496                 }
2497
2498                 /*
2499                  * It's not enough that it's not actively running,
2500                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2501                  * preempted!
2502                  *
2503                  * So if it was still runnable (but just not actively
2504                  * running right now), it's preempted, and we should
2505                  * yield - it could be a while.
2506                  */
2507                 if (unlikely(on_rq)) {
2508                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
2509
2510                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2511                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2512                         continue;
2513                 }
2514
2515                 /*
2516                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2517                  * runnable, which means that it will never become
2518                  * running in the future either. We're all done!
2519                  */
2520                 break;
2521         }
2522
2523         return ncsw;
2524 }
2525
2526 /***
2527  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2528  * @p: the to-be-kicked thread
2529  *
2530  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2531  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2532  *
2533  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2534  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2535  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2536  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2537  * achieved as well.
2538  */
2539 void kick_process(struct task_struct *p)
2540 {
2541         int cpu;
2542
2543         preempt_disable();
2544         cpu = task_cpu(p);
2545         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2546                 smp_send_reschedule(cpu);
2547         preempt_enable();
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2550 #endif /* CONFIG_SMP */
2551
2552 #ifdef CONFIG_SMP
2553 /*
2554  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2555  */
2556 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2557 {
2558         int dest_cpu;
2559         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2560
2561         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2562         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2563                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2564                         return dest_cpu;
2565
2566         /* Any allowed, online CPU? */
2567         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
2568         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2569                 return dest_cpu;
2570
2571         /* No more Mr. Nice Guy. */
2572         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2573         /*
2574          * Don't tell them about moving exiting tasks or
2575          * kernel threads (both mm NULL), since they never
2576          * leave kernel.
2577          */
2578         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2579                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2580                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2581         }
2582
2583         return dest_cpu;
2584 }
2585
2586 /*
2587  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
2588  */
2589 static inline
2590 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2591 {
2592         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2593
2594         /*
2595          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2596          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2597          * cpu.
2598          *
2599          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2600          *
2601          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2602          *   not worry about this generic constraint ]
2603          */
2604         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
2605                      !cpu_online(cpu)))
2606                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2607
2608         return cpu;
2609 }
2610
2611 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2612 {
2613         s64 diff = sample - *avg;
2614         *avg += diff >> 3;
2615 }
2616 #endif
2617
2618 static void
2619 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2620 {
2621 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2622         struct rq *rq = this_rq();
2623
2624 #ifdef CONFIG_SMP
2625         int this_cpu = smp_processor_id();
2626
2627         if (cpu == this_cpu) {
2628                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2629                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
2630         } else {
2631                 struct sched_domain *sd;
2632
2633                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
2634                 rcu_read_lock();
2635                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2636                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2637                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2638                                 break;
2639                         }
2640                 }
2641                 rcu_read_unlock();
2642         }
2643
2644         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2645                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2646
2647 #endif /* CONFIG_SMP */
2648
2649         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2650         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
2651
2652         if (wake_flags & WF_SYNC)
2653                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
2654
2655 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2656 }
2657
2658 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
2659 {
2660         activate_task(rq, p, en_flags);
2661         p->on_rq = 1;
2662
2663         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
2664         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
2665                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2670  */
2671 static void
2672 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2673 {
2674         trace_sched_wakeup(p, true);
2675         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2676
2677         p->state = TASK_RUNNING;
2678 #ifdef CONFIG_SMP
2679         if (p->sched_class->task_woken)
2680                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2681
2682         if (rq->idle_stamp) {
2683                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2684                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2685
2686                 if (delta > max)
2687                         rq->avg_idle = max;
2688                 else
2689                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2690                 rq->idle_stamp = 0;
2691         }
2692 #endif
2693 }
2694
2695 static void
2696 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2697 {
2698 #ifdef CONFIG_SMP
2699         if (p->sched_contributes_to_load)
2700                 rq->nr_uninterruptible--;
2701 #endif
2702
2703         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
2704         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2709  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2710  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2711  * the task is still ->on_rq.
2712  */
2713 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2714 {
2715         struct rq *rq;
2716         int ret = 0;
2717
2718         rq = __task_rq_lock(p);
2719         if (p->on_rq) {
2720                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2721                 ret = 1;
2722         }
2723         __task_rq_unlock(rq);
2724
2725         return ret;
2726 }
2727
2728 #ifdef CONFIG_SMP
2729 static void sched_ttwu_pending(void)
2730 {
2731         struct rq *rq = this_rq();
2732         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2733         struct task_struct *p;
2734
2735         raw_spin_lock(&rq->lock);
2736
2737         while (llist) {
2738                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
2739                 llist = llist_next(llist);
2740                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2741         }
2742
2743         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2744 }
2745
2746 void scheduler_ipi(void)
2747 {
2748         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2749                 return;
2750
2751         /*
2752          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2753          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2754          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2755          * we do call them.
2756          *
2757          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2758          * properly.
2759          *
2760          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2761          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2762          * somewhat pessimize the simple resched case.
2763          */
2764         irq_enter();
2765         sched_ttwu_pending();
2766
2767         /*
2768          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2769          */
2770         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
2771                 this_rq()->idle_balance = 1;
2772                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2773         }
2774         irq_exit();
2775 }
2776
2777 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
2778 {
2779         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
2780                 smp_send_reschedule(cpu);
2781 }
2782
2783 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2784 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2785 {
2786         struct rq *rq;
2787         int ret = 0;
2788
2789         rq = __task_rq_lock(p);
2790         if (p->on_cpu) {
2791                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2792                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2793                 ret = 1;
2794         }
2795         __task_rq_unlock(rq);
2796
2797         return ret;
2798
2799 }
2800 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
2801 #endif /* CONFIG_SMP */
2802
2803 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2804 {
2805         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2806
2807 #if defined(CONFIG_SMP)
2808         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
2809                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2810                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2811                 return;
2812         }
2813 #endif
2814
2815         raw_spin_lock(&rq->lock);
2816         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2817         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2818 }
2819
2820 /**
2821  * try_to_wake_up - wake up a thread
2822  * @p: the thread to be awakened
2823  * @state: the mask of task states that can be woken
2824  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2825  *
2826  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2827  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2828  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2829  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2830  * runnable without the overhead of this.
2831  *
2832  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
2833  * or @state didn't match @p's state.
2834  */
2835 static int
2836 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2837 {
2838         unsigned long flags;
2839         int cpu, success = 0;
2840
2841         smp_wmb();
2842         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2843         if (!(p->state & state))
2844                 goto out;
2845
2846         success = 1; /* we're going to change ->state */
2847         cpu = task_cpu(p);
2848
2849         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2850                 goto stat;
2851
2852 #ifdef CONFIG_SMP
2853         /*
2854          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2855          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2856          */
2857         while (p->on_cpu) {
2858 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2859                 /*
2860                  * In case the architecture enables interrupts in
2861                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
2862                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
2863                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
2864                  * remote wakeup.
2865                  */
2866                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
2867                         goto stat;
2868 #else
2869                 cpu_relax();
2870 #endif
2871         }
2872         /*
2873          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
2874          */
2875         smp_rmb();
2876
2877         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2878         p->state = TASK_WAKING;
2879
2880         if (p->sched_class->task_waking)
2881                 p->sched_class->task_waking(p);
2882
2883         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2884         if (task_cpu(p) != cpu) {
2885                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2886                 set_task_cpu(p, cpu);
2887         }
2888 #endif /* CONFIG_SMP */
2889
2890         ttwu_queue(p, cpu);
2891 stat:
2892         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2893 out:
2894         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2895
2896         return success;
2897 }
2898
2899 /**
2900  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2901  * @p: the thread to be awakened
2902  *
2903  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2904  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2905  * the current task.
2906  */
2907 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2908 {
2909         struct rq *rq = task_rq(p);
2910
2911         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2912             WARN_ON_ONCE(p == current))
2913                 return;
2914
2915         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2916
2917         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2918                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2919                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2920                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2921         }
2922
2923         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2924                 goto out;
2925
2926         if (!p->on_rq)
2927                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2928
2929         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2930         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2931 out:
2932         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2933 }
2934
2935 /**
2936  * wake_up_process - Wake up a specific process
2937  * @p: The process to be woken up.
2938  *
2939  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2940  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2941  * running.
2942  *
2943  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2944  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2945  */
2946 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2947 {
2948         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2951
2952 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2953 {
2954         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2959  * p is forked by current.
2960  *
2961  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2962  */
2963 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2964 {
2965         p->on_rq                        = 0;
2966
2967         p->se.on_rq                     = 0;
2968         p->se.exec_start                = 0;
2969         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2970         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2971         p->se.nr_migrations             = 0;
2972         p->se.vruntime                  = 0;
2973         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2974
2975 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2976         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2977 #endif
2978
2979         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2980
2981 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2982         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2983 #endif
2984 }
2985
2986 /*
2987  * fork()/clone()-time setup:
2988  */
2989 void sched_fork(struct task_struct *p)
2990 {
2991         unsigned long flags;
2992         int cpu = get_cpu();
2993
2994         __sched_fork(p);
2995         /*
2996          * We mark the process as running here. This guarantees that
2997          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2998          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2999          */
3000         p->state = TASK_RUNNING;
3001
3002         /*
3003          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3004          */
3005         p->prio = current->normal_prio;
3006
3007         /*
3008          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3009          */
3010         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3011                 if (task_has_rt_policy(p)) {
3012                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3013                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3014                         p->rt_priority = 0;
3015                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3016                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3017
3018                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3019                 set_load_weight(p);
3020
3021                 /*
3022                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3023                  * fulfilled its duty:
3024                  */
3025                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3026         }
3027
3028         if (!rt_prio(p->prio))
3029                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3030
3031         if (p->sched_class->task_fork)
3032                 p->sched_class->task_fork(p);
3033
3034         /*
3035          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3036          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3037          * is ran before sched_fork().
3038          *
3039          * Silence PROVE_RCU.
3040          */
3041         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3042         set_task_cpu(p, cpu);
3043         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3044
3045 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
3046         if (likely(sched_info_on()))
3047                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3048 #endif
3049 #if defined(CONFIG_SMP)
3050         p->on_cpu = 0;
3051 #endif
3052 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3053         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
3054         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
3055 #endif
3056 #ifdef CONFIG_SMP
3057         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3058 #endif
3059
3060         put_cpu();
3061 }
3062
3063 /*
3064  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3065  *
3066  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3067  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3068  * on the runqueue and wakes it.
3069  */
3070 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3071 {
3072         unsigned long flags;
3073         struct rq *rq;
3074
3075         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3076 #ifdef CONFIG_SMP
3077         /*
3078          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3079          *  - cpus_allowed can change in the fork path
3080          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
3081          */
3082         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
3083 #endif
3084
3085         rq = __task_rq_lock(p);
3086         activate_task(rq, p, 0);
3087         p->on_rq = 1;
3088         trace_sched_wakeup_new(p, true);
3089         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3090 #ifdef CONFIG_SMP
3091         if (p->sched_class->task_woken)
3092                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3093 #endif
3094         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3095 }
3096
3097 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3098
3099 /**
3100  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3101  * @notifier: notifier struct to register
3102  */
3103 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3104 {
3105         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3106 }
3107 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3108
3109 /**
3110  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3111  * @notifier: notifier struct to unregister
3112  *
3113  * This is safe to call from within a preemption notifier.
3114  */
3115 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3116 {
3117         hlist_del(&notifier->link);
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3120
3121 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3122 {
3123         struct preempt_notifier *notifier;
3124         struct hlist_node *node;
3125
3126         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3127                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3128 }
3129
3130 static void
3131 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3132                                  struct task_struct *next)
3133 {
3134         struct preempt_notifier *notifier;
3135         struct hlist_node *node;
3136
3137         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3138                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3139 }
3140
3141 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3142
3143 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3144 {
3145 }
3146
3147 static void
3148 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3149                                  struct task_struct *next)
3150 {
3151 }
3152
3153 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3154
3155 /**
3156  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3157  * @rq: the runqueue preparing to switch
3158  * @prev: the current task that is being switched out
3159  * @next: the task we are going to switch to.
3160  *
3161  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3162  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3163  * switch.
3164  *
3165  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3166  * hooks.
3167  */
3168 static inline void
3169 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3170                     struct task_struct *next)
3171 {
3172         sched_info_switch(prev, next);
3173         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3174         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3175         prepare_lock_switch(rq, next);
3176         prepare_arch_switch(next);
3177         trace_sched_switch(prev, next);
3178 }
3179
3180 /**
3181  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3182  * @rq: runqueue associated with task-switch
3183  * @prev: the thread we just switched away from.
3184  *
3185  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3186  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3187  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3188  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3189  *
3190  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3191  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3192  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3193  * details.)
3194  */
3195 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3196         __releases(rq->lock)
3197 {
3198         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3199         long prev_state;
3200
3201         rq->prev_mm = NULL;
3202
3203         /*
3204          * A task struct has one reference for the use as "current".
3205          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3206          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3207          * the scheduled task must drop that reference.
3208          *
3209          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3210          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3211          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3212          * transition, resulting in a double drop.
3213          */
3214         prev_state = prev->state;
3215         finish_arch_switch(prev);
3216 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3217         local_irq_disable();
3218 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3219         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3220 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3221         local_irq_enable();
3222 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3223         finish_lock_switch(rq, prev);
3224
3225         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3226         if (mm)
3227                 mmdrop(mm);
3228         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3229                 /*
3230                  * Remove function-return probe instances associated with this
3231                  * task and put them back on the free list.
3232                  */
3233                 kprobe_flush_task(prev);
3234                 put_task_struct(prev);
3235         }
3236 }
3237
3238 #ifdef CONFIG_SMP
3239
3240 /* assumes rq->lock is held */
3241 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3242 {
3243         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3244                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3245 }
3246
3247 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3248 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3249 {
3250         if (rq->post_schedule) {
3251                 unsigned long flags;
3252
3253                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3254                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
3255                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
3256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3257
3258                 rq->post_schedule = 0;
3259         }
3260 }
3261
3262 #else
3263
3264 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3265 {
3266 }
3267
3268 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3269 {
3270 }
3271
3272 #endif
3273
3274 /**
3275  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3276  * @prev: the thread we just switched away from.
3277  */
3278 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3279         __releases(rq->lock)
3280 {
3281         struct rq *rq = this_rq();
3282
3283         finish_task_switch(rq, prev);
3284
3285         /*
3286          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
3287          * task_switch?
3288          */
3289         post_schedule(rq);
3290
3291 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3292         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
3293         preempt_enable();
3294 #endif
3295         if (current->set_child_tid)
3296                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3297 }
3298
3299 /*
3300  * context_switch - switch to the new MM and the new
3301  * thread's register state.
3302  */
3303 static inline void
3304 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3305                struct task_struct *next)
3306 {
3307         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3308
3309         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3310
3311         mm = next->mm;
3312         oldmm = prev->active_mm;
3313         /*
3314          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3315          * combine the page table reload and the switch backend into
3316          * one hypercall.
3317          */
3318         arch_start_context_switch(prev);
3319
3320         if (!mm) {
3321                 next->active_mm = oldmm;
3322                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
3323                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3324         } else
3325                 switch_mm(oldmm, mm, next);
3326
3327         if (!prev->mm) {
3328                 prev->active_mm = NULL;
3329                 rq->prev_mm = oldmm;
3330         }
3331         /*
3332          * Since the runqueue lock will be released by the next
3333          * task (which is an invalid locking op but in the case
3334          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3335          * do an early lockdep release here:
3336          */
3337 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3338         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3339 #endif
3340
3341         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3342         switch_to(prev, next, prev);
3343
3344         barrier();
3345         /*
3346          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
3347          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
3348          * frame will be invalid.
3349          */
3350         finish_task_switch(this_rq(), prev);
3351 }
3352
3353 /*
3354  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
3355  *
3356  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3357  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
3358  * number of context switches performed since bootup.
3359  */
3360 unsigned long nr_running(void)
3361 {
3362         unsigned long i, sum = 0;
3363
3364         for_each_online_cpu(i)
3365                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3366
3367         return sum;
3368 }
3369
3370 unsigned long nr_uninterruptible(void)
3371 {
3372         unsigned long i, sum = 0;
3373
3374         for_each_possible_cpu(i)
3375                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
3376
3377         /*
3378          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
3379          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
3380          */
3381         if (unlikely((long)sum < 0))
3382                 sum = 0;
3383
3384         return sum;
3385 }
3386
3387 unsigned long long nr_context_switches(void)
3388 {
3389         int i;
3390         unsigned long long sum = 0;
3391
3392         for_each_possible_cpu(i)
3393                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3394
3395         return sum;
3396 }
3397
3398 unsigned long nr_iowait(void)
3399 {
3400         unsigned long i, sum = 0;
3401
3402         for_each_possible_cpu(i)
3403                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
3404
3405         return sum;
3406 }
3407
3408 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3409 {
3410         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
3411         return atomic_read(&this->nr_iowait);
3412 }
3413
3414 unsigned long this_cpu_load(void)
3415 {
3416         struct rq *this = this_rq();
3417         return this->cpu_load[0];
3418 }
3419
3420
3421 /*
3422  * Global load-average calculations
3423  *
3424  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
3425  * in order to minimize overhead.
3426  *
3427  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
3428  * nr_uninterruptible.
3429  *
3430  * Once every LOAD_FREQ:
3431  *
3432  *   nr_active = 0;
3433  *   for_each_possible_cpu(cpu)
3434  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
3435  *
3436  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
3437  *
3438  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
3439  *
3440  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
3441  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
3442  *    to calculating nr_active.
3443  *
3444  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
3445  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
3446  *
3447  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
3448  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
3449  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
3450  *
3451  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
3452  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
3453  *    cpu to have completed this task.
3454  *
3455  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
3456  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
3457  *
3458  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
3459  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
3460  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
3461  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
3462  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
3463  *    all cpus yields the correct result.
3464  *
3465  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
3466  */
3467
3468 /* Variables and functions for calc_load */
3469 static atomic_long_t calc_load_tasks;
3470 static unsigned long calc_load_update;
3471 unsigned long avenrun[3];
3472 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
3473
3474 /**
3475  * get_avenrun - get the load average array
3476  * @loads:      pointer to dest load array
3477  * @offset:     offset to add
3478  * @shift:      shift count to shift the result left
3479  *
3480  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3481  */
3482 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3483 {
3484         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3485         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3486         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3487 }
3488
3489 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
3490 {
3491         long nr_active, delta = 0;
3492
3493         nr_active = this_rq->nr_running;
3494         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3495
3496         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3497                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3498                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3499         }
3500
3501         return delta;
3502 }
3503
3504 /*
3505  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3506  */
3507 static unsigned long
3508 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3509 {
3510         load *= exp;
3511         load += active * (FIXED_1 - exp);
3512         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
3513         return load >> FSHIFT;
3514 }
3515
3516 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3517 /*
3518  * Handle NO_HZ for the global load-average.
3519  *
3520  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
3521  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
3522  * NO_HZ.
3523  *
3524  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
3525  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
3526  * when we read the global state.
3527  *
3528  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
3529  *
3530  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
3531  *    contribution, causing under-accounting.
3532  *
3533  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
3534  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
3535  *
3536  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
3537  *
3538  *        0s            5s            10s           15s
3539  *          +10           +10           +10           +10
3540  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
3541  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
3542  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
3543  *
3544  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
3545  *    accumlating the new one.
3546  *
3547  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
3548  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
3549  *    busy state.
3550  *
3551  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
3552  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
3553  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
3554  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
3555  *    LOAD_FREQ intervals.
3556  *
3557  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
3558  */
3559 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
3560 static int calc_load_idx;
3561
3562 static inline int calc_load_write_idx(void)
3563 {
3564         int idx = calc_load_idx;
3565
3566         /*
3567          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
3568          * need to observe the new update time.
3569          */
3570         smp_rmb();
3571
3572         /*
3573          * If the folding window started, make sure we start writing in the
3574          * next idle-delta.
3575          */
3576         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
3577                 idx++;
3578
3579         return idx & 1;
3580 }
3581
3582 static inline int calc_load_read_idx(void)
3583 {
3584         return calc_load_idx & 1;
3585 }
3586
3587 void calc_load_enter_idle(void)
3588 {
3589         struct rq *this_rq = this_rq();
3590         long delta;
3591
3592         /*
3593          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
3594          * into the pending idle delta.
3595          */
3596         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
3597         if (delta) {
3598                 int idx = calc_load_write_idx();
3599                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
3600         }
3601 }
3602
3603 void calc_load_exit_idle(void)
3604 {
3605         struct rq *this_rq = this_rq();
3606
3607         /*
3608          * If we're still before the sample window, we're done.
3609          */
3610         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3611                 return;
3612
3613         /*
3614          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
3615          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
3616          * sync up for the next window.
3617          */
3618         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
3619         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
3620                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3621 }
3622
3623 static long calc_load_fold_idle(void)
3624 {
3625         int idx = calc_load_read_idx();
3626         long delta = 0;
3627
3628         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
3629                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
3630
3631         return delta;
3632 }
3633
3634 /**
3635  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
3636  *
3637  * @x:         base of the power
3638  * @frac_bits: fractional bits of @x
3639  * @n:         power to raise @x to.
3640  *
3641  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
3642  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
3643  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
3644  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
3645  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
3646  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
3647  * vector.
3648  */
3649 static unsigned long
3650 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
3651 {
3652         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
3653
3654         if (n) for (;;) {
3655                 if (n & 1) {
3656                         result *= x;
3657                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
3658                         result >>= frac_bits;
3659                 }
3660                 n >>= 1;
3661                 if (!n)
3662                         break;
3663                 x *= x;
3664                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
3665                 x >>= frac_bits;
3666         }
3667
3668         return result;
3669 }
3670
3671 /*
3672  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3673  *
3674  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
3675  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
3676  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
3677  *
3678  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
3679  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
3680  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
3681  *
3682  *  ...
3683  *
3684  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
3685  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
3686  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
3687  *
3688  * [1] application of the geometric series:
3689  *
3690  *              n         1 - x^(n+1)
3691  *     S_n := \Sum x^i = -------------
3692  *             i=0          1 - x
3693  */
3694 static unsigned long
3695 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
3696             unsigned long active, unsigned int n)
3697 {
3698
3699         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
3700 }
3701
3702 /*
3703  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
3704  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
3705  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
3706  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
3707  *
3708  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
3709  * weights adjusted to the number of cycles missed.
3710  */
3711 static void calc_global_nohz(void)
3712 {
3713         long delta, active, n;
3714
3715         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
3716                 /*
3717                  * Catch-up, fold however many we are behind still
3718                  */
3719                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
3720                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
3721
3722                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3723                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3724
3725                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
3726                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
3727                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
3728
3729                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
3730         }
3731
3732         /*
3733          * Flip the idle index...
3734          *
3735          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
3736          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
3737          * index, this avoids a double flip messing things up.
3738          */
3739         smp_wmb();
3740         calc_load_idx++;
3741 }
3742 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
3743
3744 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
3745 static inline void calc_global_nohz(void) { }
3746
3747 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3748
3749 /*
3750  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3751  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3752  */
3753 void calc_global_load(unsigned long ticks)
3754 {
3755         long active, delta;
3756
3757         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3758                 return;
3759
3760         /*
3761          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
3762          */
3763         delta = calc_load_fold_idle();
3764         if (delta)
3765                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3766
3767         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3768         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3769
3770         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3771         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3772         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3773
3774         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3775
3776         /*
3777          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
3778          */
3779         calc_global_nohz();
3780 }
3781
3782 /*
3783  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
3784  * active count.
3785  */
3786 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3787 {
3788         long delta;
3789
3790         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3791                 return;
3792
3793         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
3794         if (delta)
3795                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3796
3797         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3798 }
3799
3800 /*
3801  * End of global load-average stuff
3802  */
3803
3804 /*
3805  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
3806  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
3807  *
3808  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
3809  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
3810  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3811  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
3812  *
3813  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
3814  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3815  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
3816  *
3817  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
3818  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
3819  * particular idx is approximated to be zero.
3820  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
3821  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
3822  * based on 128 point scale.
3823  * Example:
3824  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
3825  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
3826  *
3827  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
3828  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
3829  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
3830  */
3831 #define DEGRADE_SHIFT           7
3832 static const unsigned char
3833                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
3834 static const unsigned char
3835                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
3836                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
3837                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
3838                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
3839                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
3840                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
3841
3842 /*
3843  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
3844  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
3845  * adding any new load.
3846  */
3847 static unsigned long
3848 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
3849 {
3850         int j = 0;
3851
3852         if (!missed_updates)
3853                 return load;
3854
3855         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
3856                 return 0;
3857
3858         if (idx == 1)
3859                 return load >> missed_updates;
3860
3861         while (missed_updates) {
3862                 if (missed_updates % 2)
3863                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
3864
3865                 missed_updates >>= 1;
3866                 j++;
3867         }
3868         return load;
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3873  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
3874  * every tick. We fix it up based on jiffies.
3875  */
3876 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
3877                               unsigned long pending_updates)
3878 {
3879         int i, scale;
3880
3881         this_rq->nr_load_updates++;
3882
3883         /* Update our load: */
3884         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
3885         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3886                 unsigned long old_load, new_load;
3887
3888                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3889
3890                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3891                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
3892                 new_load = this_load;
3893                 /*
3894                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3895                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3896                  * example.
3897                  */
3898                 if (new_load > old_load)
3899                         new_load += scale - 1;
3900
3901                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
3902         }
3903
3904         sched_avg_update(this_rq);
3905 }
3906
3907 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3908 /*
3909  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
3910  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
3911  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
3912  *
3913  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
3914  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
3915  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
3916  * (tick_nohz_idle_exit).
3917  *
3918  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
3919  */
3920
3921 /*
3922  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
3923  * idle balance.
3924  */
3925 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
3926 {
3927         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3928         unsigned long load = this_rq->load.weight;
3929         unsigned long pending_updates;
3930
3931         /*
3932          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
3933          */
3934         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3935                 return;
3936
3937         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3938         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3939
3940         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
3941 }
3942
3943 /*
3944  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
3945  */
3946 void update_cpu_load_nohz(void)
3947 {
3948         struct rq *this_rq = this_rq();
3949         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3950         unsigned long pending_updates;
3951
3952         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3953                 return;
3954
3955         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3956         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3957         if (pending_updates) {
3958                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3959                 /*
3960                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
3961                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
3962                  */
3963                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
3964         }
3965         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3966 }
3967 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3968
3969 /*
3970  * Called from scheduler_tick()
3971  */
3972 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
3973 {
3974         /*
3975          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
3976          */
3977         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
3978         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
3979
3980         calc_load_account_active(this_rq);
3981 }
3982
3983 #ifdef CONFIG_SMP
3984
3985 /*
3986  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3987  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3988  */
3989 void sched_exec(void)
3990 {
3991         struct task_struct *p = current;
3992         unsigned long flags;
3993         int dest_cpu;
3994
3995         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3996         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3997         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3998                 goto unlock;
3999
4000         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4001                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4002
4003                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4004                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4005                 return;
4006         }
4007 unlock:
4008         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4009 }
4010
4011 #endif
4012
4013 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4014
4015 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4016
4017 /*
4018  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4019  * @p in case that task is currently running.
4020  *
4021  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4022  */
4023 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4024 {
4025         u64 ns = 0;
4026
4027         if (task_current(rq, p)) {
4028                 update_rq_clock(rq);
4029                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
4030                 if ((s64)ns < 0)
4031                         ns = 0;
4032         }
4033
4034         return ns;
4035 }
4036
4037 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4038 {
4039         unsigned long flags;
4040         struct rq *rq;
4041         u64 ns = 0;
4042
4043         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4044         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4045         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4046
4047         return ns;
4048 }
4049
4050 /*
4051  * Return accounted runtime for the task.
4052  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4053  * pending runtime that have not been accounted yet.
4054  */
4055 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4056 {
4057         unsigned long flags;
4058         struct rq *rq;
4059         u64 ns = 0;
4060
4061         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4062         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4063         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4064
4065         return ns;
4066 }
4067
4068 /*
4069  * Account user cpu time to a process.
4070  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4071  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4072  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4073  */
4074 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4075                        cputime_t cputime_scaled)
4076 {
4077         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4078         cputime64_t tmp;
4079
4080         /* Add user time to process. */
4081         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4082         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4083         account_group_user_time(p, cputime);
4084
4085         /* Add user time to cpustat. */
4086         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4087         if (TASK_NICE(p) > 0)
4088                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4089         else
4090                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4091
4092         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4093         /* Account for user time used */
4094         acct_update_integrals(p);
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Account guest cpu time to a process.
4099  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4100  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4101  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4102  */
4103 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4104                                cputime_t cputime_scaled)
4105 {
4106         cputime64_t tmp;
4107         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4108
4109         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4110
4111         /* Add guest time to process. */
4112         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4113         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4114         account_group_user_time(p, cputime);
4115         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4116
4117         /* Add guest time to cpustat. */
4118         if (TASK_NICE(p) > 0) {
4119                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4120                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
4121         } else {
4122                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4123                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4124         }
4125 }
4126
4127 /*
4128  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
4129  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4130  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4131  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4132  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
4133  */
4134 static inline
4135 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4136                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
4137 {
4138         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4139
4140         /* Add system time to process. */
4141         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4142         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4143         account_group_system_time(p, cputime);
4144
4145         /* Add system time to cpustat. */
4146         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
4147         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4148
4149         /* Account for system time used */
4150         acct_update_integrals(p);
4151 }
4152
4153 /*
4154  * Account system cpu time to a process.
4155  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4156  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4157  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4158  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4159  */
4160 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4161                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4162 {
4163         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4164         cputime64_t *target_cputime64;
4165
4166         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4167                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4168                 return;
4169         }
4170
4171         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4172                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
4173         else if (in_serving_softirq())
4174                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
4175         else
4176                 target_cputime64 = &cpustat->system;
4177
4178         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
4179 }
4180
4181 /*
4182  * Account for involuntary wait time.
4183  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
4184  */
4185 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4186 {
4187         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4188         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4189
4190         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4191 }
4192
4193 /*
4194  * Account for idle time.
4195  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4196  */
4197 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4198 {
4199         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4200         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4201         struct rq *rq = this_rq();
4202
4203         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4204                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4205         else
4206                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4207 }
4208
4209 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
4210 {
4211 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
4212         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
4213                 u64 steal, st = 0;
4214
4215                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
4216                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
4217
4218                 st = steal_ticks(steal);
4219                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
4220
4221                 account_steal_time(st);
4222                 return st;
4223         }
4224 #endif
4225         return false;
4226 }
4227
4228 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4229
4230 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
4231 /*
4232  * Account a tick to a process and cpustat
4233  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4234  * @user_tick: is the tick from userspace
4235  * @rq: the pointer to rq
4236  *
4237  * Tick demultiplexing follows the order
4238  * - pending hardirq update
4239  * - pending softirq update
4240  * - user_time
4241  * - idle_time
4242  * - system time
4243  *   - check for guest_time
4244  *   - else account as system_time
4245  *
4246  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
4247  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
4248  * opportunity to update it solely in system time.
4249  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
4250  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
4251  */
4252 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4253                                                 struct rq *rq)
4254 {
4255         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4256         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
4257         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4258
4259         if (steal_account_process_tick())
4260                 return;
4261
4262         if (irqtime_account_hi_update()) {
4263                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4264         } else if (irqtime_account_si_update()) {
4265                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4266         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
4267                 /*
4268                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
4269                  * So, we have to handle it separately here.
4270                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
4271                  */
4272                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4273                                         &cpustat->softirq);
4274         } else if (user_tick) {
4275                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4276         } else if (p == rq->idle) {
4277                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4278         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
4279                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4280         } else {
4281                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4282                                         &cpustat->system);
4283         }
4284 }
4285
4286 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
4287 {
4288         int i;
4289         struct rq *rq = this_rq();
4290
4291         for (i = 0; i < ticks; i++)
4292                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
4293 }
4294 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4295 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
4296 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4297                                                 struct rq *rq) {}
4298 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4299
4300 /*
4301  * Account a single tick of cpu time.
4302  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4303  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4304  */
4305 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4306 {
4307         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4308         struct rq *rq = this_rq();
4309
4310         if (sched_clock_irqtime) {
4311                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
4312                 return;
4313         }
4314
4315         if (steal_account_process_tick())
4316                 return;
4317
4318         if (user_tick)
4319                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4320         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4321                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
4322                                     one_jiffy_scaled);
4323         else
4324                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Account multiple ticks of steal time.
4329  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4330  * @ticks: number of stolen ticks
4331  */
4332 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4333 {
4334         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Account multiple ticks of idle time.
4339  * @ticks: number of stolen ticks
4340  */
4341 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4342 {
4343
4344         if (sched_clock_irqtime) {
4345                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
4346                 return;
4347         }
4348
4349         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4350 }
4351
4352 #endif
4353
4354 /*
4355  * Use precise platform statistics if available:
4356  */
4357 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4358 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4359 {
4360         *ut = p->utime;
4361         *st = p->stime;
4362 }
4363
4364 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4365 {
4366         struct task_cputime cputime;
4367
4368         thread_group_cputime(p, &cputime);
4369
4370         *ut = cputime.utime;
4371         *st = cputime.stime;
4372 }
4373 #else
4374
4375 #ifndef nsecs_to_cputime
4376 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
4377 #endif
4378
4379 static cputime_t scale_utime(cputime_t utime, cputime_t rtime, cputime_t total)
4380 {
4381         u64 temp = (__force u64) rtime;
4382
4383         temp *= (__force u64) utime;
4384
4385         if (sizeof(cputime_t) == 4)
4386                 temp = div_u64(temp, (__force u32) total);
4387         else
4388                 temp = div64_u64(temp, (__force u64) total);
4389
4390         return (__force cputime_t) temp;
4391 }
4392
4393 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4394 {
4395         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
4396
4397         /*
4398          * Use CFS's precise accounting:
4399          */
4400         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
4401
4402         if (total)
4403                 utime = scale_utime(utime, rtime, total);
4404         else
4405                 utime = rtime;
4406
4407         /*
4408          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
4409          */
4410         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
4411         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
4412
4413         *ut = p->prev_utime;
4414         *st = p->prev_stime;
4415 }
4416
4417 /*
4418  * Must be called with siglock held.
4419  */
4420 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4421 {
4422         struct signal_struct *sig = p->signal;
4423         struct task_cputime cputime;
4424         cputime_t rtime, utime, total;
4425
4426         thread_group_cputime(p, &cputime);
4427
4428         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
4429         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
4430
4431         if (total)
4432                 utime = scale_utime(cputime.utime, rtime, total);
4433         else
4434                 utime = rtime;
4435
4436         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
4437         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
4438                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
4439
4440         *ut = sig->prev_utime;
4441         *st = sig->prev_stime;
4442 }
4443 #endif
4444
4445 /*
4446  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4447  * We call it with interrupts disabled.
4448  */
4449 void scheduler_tick(void)
4450 {
4451         int cpu = smp_processor_id();
4452         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4453         struct task_struct *curr = rq->curr;
4454
4455         sched_clock_tick();
4456
4457         raw_spin_lock(&rq->lock);
4458         update_rq_clock(rq);
4459         update_cpu_load_active(rq);
4460         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4461         raw_spin_unlock(&rq->lock);
4462
4463         perf_event_task_tick();
4464
4465 #ifdef CONFIG_SMP
4466         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4467         trigger_load_balance(rq, cpu);
4468 #endif
4469 }
4470
4471 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4472 {
4473         if (in_lock_functions(addr)) {
4474                 addr = CALLER_ADDR2;
4475                 if (in_lock_functions(addr))
4476                         addr = CALLER_ADDR3;
4477         }
4478         return addr;
4479 }
4480
4481 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4482                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4483
4484 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4485 {
4486 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4487         /*
4488          * Underflow?
4489          */
4490         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4491                 return;
4492 #endif
4493         preempt_count() += val;
4494 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4495         /*
4496          * Spinlock count overflowing soon?
4497          */
4498         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4499                                 PREEMPT_MASK - 10);
4500 #endif
4501         if (preempt_count() == val)
4502                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4503 }
4504 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4505
4506 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4507 {
4508 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4509         /*
4510          * Underflow?
4511          */
4512         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4513                 return;
4514         /*
4515          * Is the spinlock portion underflowing?
4516          */
4517         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4518                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4519                 return;
4520 #endif
4521
4522         if (preempt_count() == val)
4523                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4524         preempt_count() -= val;
4525 }
4526 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4527
4528 #endif
4529
4530 /*
4531  * Print scheduling while atomic bug:
4532  */
4533 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4534 {
4535         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4536
4537         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4538                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4539
4540         debug_show_held_locks(prev);
4541         print_modules();
4542         if (irqs_disabled())
4543                 print_irqtrace_events(prev);
4544
4545         if (regs)
4546                 show_regs(regs);
4547         else
4548                 dump_stack();
4549 }
4550
4551 /*
4552  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4553  */
4554 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4555 {
4556         /*
4557          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4558          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4559          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4560          */
4561         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4562                 __schedule_bug(prev);
4563         rcu_sleep_check();
4564
4565         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4566
4567         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4568 }
4569
4570 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4571 {
4572         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
4573                 update_rq_clock(rq);
4574         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4575 }
4576
4577 /*
4578  * Pick up the highest-prio task:
4579  */
4580 static inline struct task_struct *
4581 pick_next_task(struct rq *rq)
4582 {
4583         const struct sched_class *class;
4584         struct task_struct *p;
4585
4586         /*
4587          * Optimization: we know that if all tasks are in
4588          * the fair class we can call that function directly:
4589          */
4590         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4591                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4592                 if (likely(p))
4593                         return p;
4594         }
4595
4596         for_each_class(class) {
4597                 p = class->pick_next_task(rq);
4598                 if (p)
4599                         return p;
4600         }
4601
4602         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
4603 }
4604
4605 /*
4606  * __schedule() is the main scheduler function.
4607  */
4608 static void __sched __schedule(void)
4609 {
4610         struct task_struct *prev, *next;
4611         unsigned long *switch_count;
4612         struct rq *rq;
4613         int cpu;
4614
4615 need_resched:
4616         preempt_disable();
4617         cpu = smp_processor_id();
4618         rq = cpu_rq(cpu);
4619         rcu_note_context_switch(cpu);
4620         prev = rq->curr;
4621
4622         schedule_debug(prev);
4623
4624         if (sched_feat(HRTICK))
4625                 hrtick_clear(rq);
4626
4627         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
4628
4629         switch_count = &prev->nivcsw;
4630         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4631                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
4632                         prev->state = TASK_RUNNING;
4633                 } else {
4634                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
4635                         prev->on_rq = 0;
4636
4637                         /*
4638                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
4639                          * whether it wants to wake up a task to maintain
4640                          * concurrency.
4641                          */
4642                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
4643                                 struct task_struct *to_wakeup;
4644
4645                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
4646                                 if (to_wakeup)
4647                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
4648                         }
4649                 }
4650                 switch_count = &prev->nvcsw;
4651         }
4652
4653         pre_schedule(rq, prev);
4654
4655         if (unlikely(!rq->nr_running))
4656                 idle_balance(cpu, rq);
4657
4658         put_prev_task(rq, prev);
4659         next = pick_next_task(rq);
4660         clear_tsk_need_resched(prev);
4661         rq->skip_clock_update = 0;
4662
4663         if (likely(prev != next)) {
4664                 rq->nr_switches++;
4665                 rq->curr = next;
4666                 ++*switch_count;
4667
4668                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4669                 /*
4670                  * The context switch have flipped the stack from under us
4671                  * and restored the local variables which were saved when
4672                  * this task called schedule() in the past. prev == current
4673                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
4674                  */
4675                 cpu = smp_processor_id();
4676                 rq = cpu_rq(cpu);
4677         } else
4678                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4679
4680         post_schedule(rq);
4681
4682         preempt_enable_no_resched();
4683         if (need_resched())
4684                 goto need_resched;
4685 }
4686
4687 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4688 {
4689         if (!tsk->state)
4690                 return;
4691         /*
4692          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4693          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4694          */
4695         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4696                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4697 }
4698
4699 asmlinkage void __sched schedule(void)
4700 {
4701         struct task_struct *tsk = current;
4702
4703         sched_submit_work(tsk);
4704         __schedule();
4705 }
4706 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4707
4708 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
4709
4710 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4711 {
4712         if (lock->owner != owner)
4713                 return false;
4714
4715         /*
4716          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
4717          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
4718          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
4719          * ensures the memory stays valid.
4720          */
4721         barrier();
4722
4723         return owner->on_cpu;
4724 }
4725
4726 /*
4727  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
4728  * access and not reliable.
4729  */
4730 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4731 {
4732         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
4733                 return 0;
4734
4735         rcu_read_lock();
4736         while (owner_running(lock, owner)) {
4737                 if (need_resched())
4738                         break;
4739
4740                 arch_mutex_cpu_relax();
4741         }
4742         rcu_read_unlock();
4743
4744         /*
4745          * We break out the loop above on need_resched() and when the
4746          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
4747          * success only when lock->owner is NULL.
4748          */
4749         return lock->owner == NULL;
4750 }
4751 #endif
4752
4753 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4754 /*
4755  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4756  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4757  * occur there and call schedule directly.
4758  */
4759 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
4760 {
4761         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4762
4763         /*
4764          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4765          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4766          */
4767         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4768                 return;
4769
4770         do {
4771                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4772                 __schedule();
4773                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4774
4775                 /*
4776                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4777                  * between schedule and now.
4778                  */
4779                 barrier();
4780         } while (need_resched());
4781 }
4782 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4783
4784 /*
4785  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4786  * off of irq context.
4787  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4788  * protect us against recursive calling from irq.
4789  */
4790 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4791 {
4792         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4793
4794         /* Catch callers which need to be fixed */
4795         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4796
4797         do {
4798                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4799                 local_irq_enable();
4800                 __schedule();
4801                 local_irq_disable();
4802                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4803
4804                 /*
4805                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4806                  * between schedule and now.
4807                  */
4808                 barrier();
4809         } while (need_resched());
4810 }
4811
4812 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4813
4814 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4815                           void *key)
4816 {
4817         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4818 }
4819 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4820
4821 /*
4822  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4823  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4824  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4825  *
4826  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4827  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4828  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4829  */
4830 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4831                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
4832 {
4833         wait_queue_t *curr, *next;
4834
4835         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4836                 unsigned flags = curr->flags;
4837
4838                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
4839                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4840                         break;
4841         }
4842 }
4843
4844 /**
4845  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4846  * @q: the waitqueue
4847  * @mode: which threads
4848  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4849  * @key: is directly passed to the wakeup function
4850  *
4851  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4852  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4853  */
4854 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4855                         int nr_exclusive, void *key)
4856 {
4857         unsigned long flags;
4858
4859         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4860         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4861         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4862 }
4863 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4864
4865 /*
4866  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4867  */
4868 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4869 {
4870         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4871 }
4872 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
4873
4874 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
4875 {
4876         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
4877 }
4878 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
4879
4880 /**
4881  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
4882  * @q: the waitqueue
4883  * @mode: which threads
4884  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4885  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
4886  *
4887  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4888  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4889  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4890  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4891  *
4892  * On UP it can prevent extra preemption.
4893  *
4894  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4895  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4896  */
4897 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4898                         int nr_exclusive, void *key)
4899 {
4900         unsigned long flags;
4901         int wake_flags = WF_SYNC;
4902
4903         if (unlikely(!q))
4904                 return;
4905
4906         if (unlikely(!nr_exclusive))
4907                 wake_flags = 0;
4908
4909         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4910         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
4911         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4912 }
4913 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
4914
4915 /*
4916  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
4917  */
4918 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4919 {
4920         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
4921 }
4922 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4923
4924 /**
4925  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4926  * @x:  holds the state of this particular completion
4927  *
4928  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4929  * awakened in the same order in which they were queued.
4930  *
4931  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4932  *
4933  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4934  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4935  */
4936 void complete(struct completion *x)
4937 {
4938         unsigned long flags;
4939
4940         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4941         x->done++;
4942         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4943         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4944 }
4945 EXPORT_SYMBOL(complete);
4946
4947 /**
4948  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4949  * @x:  holds the state of this particular completion
4950  *
4951  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4952  *
4953  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4954  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4955  */
4956 void complete_all(struct completion *x)
4957 {
4958         unsigned long flags;
4959
4960         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4961         x->done += UINT_MAX/2;
4962         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4963         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4964 }
4965 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4966
4967 static inline long __sched
4968 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4969 {
4970         if (!x->done) {
4971                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4972
4973                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
4974                 do {
4975                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4976                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4977                                 break;
4978                         }
4979                         __set_current_state(state);
4980                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4981                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4982                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4983                 } while (!x->done && timeout);
4984                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4985                 if (!x->done)
4986                         return timeout;
4987         }
4988         x->done--;
4989         return timeout ?: 1;
4990 }
4991
4992 static long __sched
4993 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4994 {
4995         might_sleep();
4996
4997         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4998         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4999         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5000         return timeout;
5001 }
5002
5003 /**
5004  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5005  * @x:  holds the state of this particular completion
5006  *
5007  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5008  * interruptible and there is no timeout.
5009  *
5010  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5011  * and interrupt capability. Also see complete().
5012  */
5013 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5014 {
5015         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5016 }
5017 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5018
5019 /**
5020  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5021  * @x:  holds the state of this particular completion
5022  * @timeout:  timeout value in jiffies
5023  *
5024  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5025  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5026  * interruptible.
5027  *
5028  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
5029  * jiffies left till timeout) if completed.
5030  */
5031 unsigned long __sched
5032 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5033 {
5034         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5035 }
5036 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5037
5038 /**
5039  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5040  * @x:  holds the state of this particular completion
5041  *
5042  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5043  * interruptible.
5044  *
5045  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5046  */
5047 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5048 {
5049         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5050         if (t == -ERESTARTSYS)
5051                 return t;
5052         return 0;
5053 }
5054 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5055
5056 /**
5057  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5058  * @x:  holds the state of this particular completion
5059  * @timeout:  timeout value in jiffies
5060  *
5061  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5062  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5063  *
5064  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5065  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5066  */
5067 long __sched
5068 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5069                                           unsigned long timeout)
5070 {
5071         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5072 }
5073 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5074
5075 /**
5076  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5077  * @x:  holds the state of this particular completion
5078  *
5079  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5080  * interrupted by a kill signal.
5081  *
5082  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5083  */
5084 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5085 {
5086         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5087         if (t == -ERESTARTSYS)
5088                 return t;
5089         return 0;
5090 }
5091 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5092
5093 /**
5094  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
5095  * @x:  holds the state of this particular completion
5096  * @timeout:  timeout value in jiffies
5097  *
5098  * This waits for either a completion of a specific task to be
5099  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
5100  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
5101  *
5102  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5103  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5104  */
5105 long __sched
5106 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
5107                                      unsigned long timeout)
5108 {
5109         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
5110 }
5111 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
5112
5113 /**
5114  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5115  *      @x:     completion structure
5116  *
5117  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5118  *               1 if a decrement succeeded.
5119  *
5120  *      If a completion is being used as a counting completion,
5121  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5122  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5123  *      is protecting is not available.
5124  */
5125 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5126 {
5127         unsigned long flags;
5128         int ret = 1;
5129
5130         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5131         if (!x->done)
5132                 ret = 0;
5133         else
5134                 x->done--;
5135         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5136         return ret;
5137 }
5138 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5139
5140 /**
5141  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5142  *      @x:     completion structure
5143  *
5144  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5145  *               1 if there are no waiters.
5146  *
5147  */
5148 bool completion_done(struct completion *x)
5149 {
5150         unsigned long flags;
5151         int ret = 1;
5152
5153         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5154         if (!x->done)
5155                 ret = 0;
5156         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5157         return ret;
5158 }
5159 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5160
5161 static long __sched
5162 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5163 {
5164         unsigned long flags;
5165         wait_queue_t wait;
5166
5167         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5168
5169         __set_current_state(state);
5170
5171         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5172         __add_wait_queue(q, &wait);
5173         spin_unlock(&q->lock);
5174         timeout = schedule_timeout(timeout);
5175         spin_lock_irq(&q->lock);
5176         __remove_wait_queue(q, &wait);
5177         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5178
5179         return timeout;
5180 }
5181
5182 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5183 {
5184         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5185 }
5186 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5187
5188 long __sched
5189 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5190 {
5191         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5192 }
5193 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5194
5195 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5196 {
5197         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5198 }
5199 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5200
5201 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5202 {
5203         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5204 }
5205 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5206
5207 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5208
5209 /*
5210  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5211  * @p: task
5212  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5213  *
5214  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5215  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5216  *
5217  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5218  */
5219 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5220 {
5221         int oldprio, on_rq, running;
5222         struct rq *rq;
5223         const struct sched_class *prev_class;
5224
5225         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5226
5227         rq = __task_rq_lock(p);
5228
5229         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
5230         oldprio = p->prio;
5231         prev_class = p->sched_class;
5232         on_rq = p->on_rq;
5233         running = task_current(rq, p);
5234         if (on_rq)
5235                 dequeue_task(rq, p, 0);
5236         if (running)
5237                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5238
5239         if (rt_prio(prio))
5240                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5241         else {
5242                 if (rt_prio(oldprio))
5243                         p->rt.timeout = 0;
5244                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5245         }
5246
5247         p->prio = prio;
5248
5249         if (running)
5250                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5251         if (on_rq)
5252                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
5253
5254         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5255         __task_rq_unlock(rq);
5256 }
5257
5258 #endif
5259
5260 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5261 {
5262         int old_prio, delta, on_rq;
5263         unsigned long flags;
5264         struct rq *rq;
5265
5266         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5267                 return;
5268         /*
5269          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5270          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5271          */
5272         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5273         /*
5274          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5275          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5276          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5277          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5278          */
5279         if (task_has_rt_policy(p)) {
5280                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5281                 goto out_unlock;
5282         }
5283         on_rq = p->on_rq;
5284         if (on_rq)
5285                 dequeue_task(rq, p, 0);
5286
5287         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5288         set_load_weight(p);
5289         old_prio = p->prio;
5290         p->prio = effective_prio(p);
5291         delta = p->prio - old_prio;
5292
5293         if (on_rq) {
5294                 enqueue_task(rq, p, 0);
5295                 /*
5296                  * If the task increased its priority or is running and
5297                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5298                  */
5299                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5300                         resched_task(rq->curr);
5301         }
5302 out_unlock:
5303         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5304 }
5305 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5306
5307 /*
5308  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5309  * @p: task
5310  * @nice: nice value
5311  */
5312 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5313 {
5314         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5315         int nice_rlim = 20 - nice;
5316
5317         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5318                 capable(CAP_SYS_NICE));
5319 }
5320 EXPORT_SYMBOL_GPL(can_nice);
5321
5322 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5323
5324 /*
5325  * sys_nice - change the priority of the current process.
5326  * @increment: priority increment
5327  *
5328  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5329  * does similar things.
5330  */
5331 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5332 {
5333         long nice, retval;
5334
5335         /*
5336          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5337          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5338          * and we have a single winner.
5339          */
5340         if (increment < -40)
5341                 increment = -40;
5342         if (increment > 40)
5343                 increment = 40;
5344
5345         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5346         if (nice < -20)
5347                 nice = -20;
5348         if (nice > 19)
5349                 nice = 19;
5350
5351         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5352                 return -EPERM;
5353
5354         retval = security_task_setnice(current, nice);
5355         if (retval)
5356                 return retval;
5357
5358         set_user_nice(current, nice);
5359         return 0;
5360 }
5361
5362 #endif
5363
5364 /**
5365  * task_prio - return the priority value of a given task.
5366  * @p: the task in question.
5367  *
5368  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5369  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5370  * around 0, value goes from -16 to +15.
5371  */
5372 int task_prio(const struct task_struct *p)
5373 {
5374         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5375 }
5376
5377 /**
5378  * task_nice - return the nice value of a given task.
5379  * @p: the task in question.
5380  */
5381 int task_nice(const struct task_struct *p)
5382 {
5383         return TASK_NICE(p);
5384 }
5385 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5386
5387 /**
5388  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5389  * @cpu: the processor in question.
5390  */
5391 int idle_cpu(int cpu)
5392 {
5393         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5394
5395         if (rq->curr != rq->idle)
5396                 return 0;
5397
5398         if (rq->nr_running)
5399                 return 0;
5400
5401 #ifdef CONFIG_SMP
5402         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
5403                 return 0;
5404 #endif
5405
5406         return 1;
5407 }
5408
5409 /**
5410  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5411  * @cpu: the processor in question.
5412  */
5413 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5414 {
5415         return cpu_rq(cpu)->idle;
5416 }
5417
5418 /**
5419  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5420  * @pid: the pid in question.
5421  */
5422 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5423 {
5424         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5425 }
5426
5427 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5428 static void
5429 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5430 {
5431         p->policy = policy;
5432         p->rt_priority = prio;
5433         p->normal_prio = normal_prio(p);
5434         /* we are holding p->pi_lock already */
5435         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5436         if (rt_prio(p->prio))
5437                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5438         else
5439                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5440         set_load_weight(p);
5441 }
5442
5443 /*
5444  * check the target process has a UID that matches the current process's
5445  */
5446 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5447 {
5448         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5449         bool match;
5450
5451         rcu_read_lock();
5452         pcred = __task_cred(p);
5453         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
5454                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
5455                          cred->euid == pcred->uid);
5456         else
5457                 match = false;
5458         rcu_read_unlock();
5459         return match;
5460 }
5461
5462 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5463                                 const struct sched_param *param, bool user)
5464 {
5465         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5466         unsigned long flags;
5467         const struct sched_class *prev_class;
5468         struct rq *rq;
5469         int reset_on_fork;
5470
5471         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5472         BUG_ON(in_interrupt());
5473 recheck:
5474         /* double check policy once rq lock held */
5475         if (policy < 0) {
5476                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5477                 policy = oldpolicy = p->policy;
5478         } else {
5479                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
5480                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5481
5482                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5483                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5484                                 policy != SCHED_IDLE)
5485                         return -EINVAL;
5486         }
5487
5488         /*
5489          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5490          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5491          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5492          */
5493         if (param->sched_priority < 0 ||
5494             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5495             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5496                 return -EINVAL;
5497         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5498                 return -EINVAL;
5499
5500         /*
5501          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5502          */
5503         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5504                 if (rt_policy(policy)) {
5505                         unsigned long rlim_rtprio =
5506                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5507
5508                         /* can't set/change the rt policy */
5509                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5510                                 return -EPERM;
5511
5512                         /* can't increase priority */
5513                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5514                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5515                                 return -EPERM;
5516                 }
5517
5518                 /*
5519                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5520                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5521                  */
5522                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
5523                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
5524                                 return -EPERM;
5525                 }
5526
5527                 /* can't change other user's priorities */
5528                 if (!check_same_owner(p))
5529                         return -EPERM;
5530
5531                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
5532                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5533                         return -EPERM;
5534         }
5535
5536         if (user) {
5537                 retval = security_task_setscheduler(p);
5538                 if (retval)
5539                         return retval;
5540         }
5541
5542         /*
5543          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5544          * changing the priority of the task:
5545          *
5546          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5547          * runqueue lock must be held.
5548          */
5549         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5550
5551         /*
5552          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
5553          */
5554         if (p == rq->stop) {
5555                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5556                 return -EINVAL;
5557         }
5558
5559         /*
5560          * If not changing anything there's no need to proceed further:
5561          */
5562         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
5563                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
5564
5565                 __task_rq_unlock(rq);
5566                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5567                 return 0;
5568         }
5569
5570 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5571         if (user) {
5572                 /*
5573                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5574                  * assigned.
5575                  */
5576                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5577                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5578                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5579                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5580                         return -EPERM;
5581                 }
5582         }
5583 #endif
5584
5585         /* recheck policy now with rq lock held */
5586         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5587                 policy = oldpolicy = -1;
5588                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5589                 goto recheck;
5590         }
5591         on_rq = p->on_rq;
5592         running = task_current(rq, p);
5593         if (on_rq)
5594                 deactivate_task(rq, p, 0);
5595         if (running)
5596                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5597
5598         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5599
5600         oldprio = p->prio;
5601         prev_class = p->sched_class;
5602         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5603
5604         if (running)
5605                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5606         if (on_rq)
5607                 activate_task(rq, p, 0);
5608
5609         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5610         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5611
5612         rt_mutex_adjust_pi(p);
5613
5614         return 0;
5615 }
5616
5617 /**
5618  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5619  * @p: the task in question.
5620  * @policy: new policy.
5621  * @param: structure containing the new RT priority.
5622  *
5623  * NOTE that the task may be already dead.
5624  */
5625 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5626                        const struct sched_param *param)
5627 {
5628         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5629 }
5630 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5631
5632 /**
5633  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5634  * @p: the task in question.
5635  * @policy: new policy.
5636  * @param: structure containing the new RT priority.
5637  *
5638  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5639  * current context has permission.  For example, this is needed in
5640  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5641  * but our caller might not have that capability.
5642  */
5643 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5644                                const struct sched_param *param)
5645 {
5646         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5647 }
5648
5649 static int
5650 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5651 {
5652         struct sched_param lparam;
5653         struct task_struct *p;
5654         int retval;
5655
5656         if (!param || pid < 0)
5657                 return -EINVAL;
5658         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5659                 return -EFAULT;
5660
5661         rcu_read_lock();
5662         retval = -ESRCH;
5663         p = find_process_by_pid(pid);
5664         if (p != NULL)
5665                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5666         rcu_read_unlock();
5667
5668         return retval;
5669 }
5670
5671 /**
5672  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5673  * @pid: the pid in question.
5674  * @policy: new policy.
5675  * @param: structure containing the new RT priority.
5676  */
5677 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5678                 struct sched_param __user *, param)
5679 {
5680         /* negative values for policy are not valid */
5681         if (policy < 0)
5682                 return -EINVAL;
5683
5684         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5685 }
5686
5687 /**
5688  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5689  * @pid: the pid in question.
5690  * @param: structure containing the new RT priority.
5691  */
5692 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5693 {
5694         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5695 }
5696
5697 /**
5698  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5699  * @pid: the pid in question.
5700  */
5701 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5702 {
5703         struct task_struct *p;
5704         int retval;
5705
5706         if (pid < 0)
5707                 return -EINVAL;
5708
5709         retval = -ESRCH;
5710         rcu_read_lock();
5711         p = find_process_by_pid(pid);
5712         if (p) {
5713                 retval = security_task_getscheduler(p);
5714                 if (!retval)
5715                         retval = p->policy
5716                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5717         }
5718         rcu_read_unlock();
5719         return retval;
5720 }
5721
5722 /**
5723  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5724  * @pid: the pid in question.
5725  * @param: structure containing the RT priority.
5726  */
5727 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5728 {
5729         struct sched_param lp;
5730         struct task_struct *p;
5731         int retval;
5732
5733         if (!param || pid < 0)
5734                 return -EINVAL;
5735
5736         rcu_read_lock();
5737         p = find_process_by_pid(pid);
5738         retval = -ESRCH;
5739         if (!p)
5740                 goto out_unlock;
5741
5742         retval = security_task_getscheduler(p);
5743         if (retval)
5744                 goto out_unlock;
5745
5746         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5747         rcu_read_unlock();
5748
5749         /*
5750          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5751          */
5752         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5753
5754         return retval;
5755
5756 out_unlock:
5757         rcu_read_unlock();
5758         return retval;
5759 }
5760
5761 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5762 {
5763         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5764         struct task_struct *p;
5765         int retval;
5766
5767         get_online_cpus();
5768         rcu_read_lock();
5769
5770         p = find_process_by_pid(pid);
5771         if (!p) {
5772                 rcu_read_unlock();
5773                 put_online_cpus();
5774                 return -ESRCH;
5775         }
5776
5777         /* Prevent p going away */
5778         get_task_struct(p);
5779         rcu_read_unlock();
5780
5781         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5782                 retval = -ENOMEM;
5783                 goto out_put_task;
5784         }
5785         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5786                 retval = -ENOMEM;
5787                 goto out_free_cpus_allowed;
5788         }
5789         retval = -EPERM;
5790         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
5791                 goto out_unlock;
5792
5793         retval = security_task_setscheduler(p);
5794         if (retval)
5795                 goto out_unlock;
5796
5797         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5798         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5799 again:
5800         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
5801
5802         if (!retval) {
5803                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5804                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5805                         /*
5806                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5807                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5808                          * cpuset's cpus_allowed
5809                          */
5810                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5811                         goto again;
5812                 }
5813         }
5814 out_unlock:
5815         free_cpumask_var(new_mask);
5816 out_free_cpus_allowed:
5817         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5818 out_put_task:
5819         put_task_struct(p);
5820         put_online_cpus();
5821         return retval;
5822 }
5823
5824 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5825                              struct cpumask *new_mask)
5826 {
5827         if (len < cpumask_size())
5828                 cpumask_clear(new_mask);
5829         else if (len > cpumask_size())
5830                 len = cpumask_size();
5831
5832         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5833 }
5834
5835 /**
5836  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5837  * @pid: pid of the process
5838  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5839  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5840  */
5841 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5842                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5843 {
5844         cpumask_var_t new_mask;
5845         int retval;
5846
5847         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5848                 return -ENOMEM;
5849
5850         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5851         if (retval == 0)
5852                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5853         free_cpumask_var(new_mask);
5854         return retval;
5855 }
5856
5857 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5858 {
5859         struct task_struct *p;
5860         unsigned long flags;
5861         int retval;
5862
5863         get_online_cpus();
5864         rcu_read_lock();
5865
5866         retval = -ESRCH;
5867         p = find_process_by_pid(pid);
5868         if (!p)
5869                 goto out_unlock;
5870
5871         retval = security_task_getscheduler(p);
5872         if (retval)
5873                 goto out_unlock;
5874
5875         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5876         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
5877         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5878
5879 out_unlock:
5880         rcu_read_unlock();
5881         put_online_cpus();
5882
5883         return retval;
5884 }
5885
5886 /**
5887  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5888  * @pid: pid of the process
5889  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5890  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5891  */
5892 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5893                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5894 {
5895         int ret;
5896         cpumask_var_t mask;
5897
5898         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5899                 return -EINVAL;
5900         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5901                 return -EINVAL;
5902
5903         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5904                 return -ENOMEM;
5905
5906         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5907         if (ret == 0) {
5908                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
5909
5910                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5911                         ret = -EFAULT;
5912                 else
5913                         ret = retlen;
5914         }
5915         free_cpumask_var(mask);
5916
5917         return ret;
5918 }
5919
5920 /**
5921  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5922  *
5923  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5924  * other threads running on this CPU then this function will return.
5925  */
5926 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5927 {
5928         struct rq *rq = this_rq_lock();
5929
5930         schedstat_inc(rq, yld_count);
5931         current->sched_class->yield_task(rq);
5932
5933         /*
5934          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5935          * no need to preempt or enable interrupts:
5936          */
5937         __release(rq->lock);
5938         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5939         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
5940         preempt_enable_no_resched();
5941
5942         schedule();
5943
5944         return 0;
5945 }
5946
5947 static inline int should_resched(void)
5948 {
5949         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
5950 }
5951
5952 static void __cond_resched(void)
5953 {
5954         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5955         __schedule();
5956         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5957 }
5958
5959 int __sched _cond_resched(void)
5960 {
5961         if (should_resched()) {
5962                 __cond_resched();
5963                 return 1;
5964         }
5965         return 0;
5966 }
5967 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5968
5969 /*
5970  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5971  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5972  *
5973  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5974  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5975  * spin_unlock(), once by hand).
5976  */
5977 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5978 {
5979         int resched = should_resched();
5980         int ret = 0;
5981
5982         lockdep_assert_held(lock);
5983
5984         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5985                 spin_unlock(lock);
5986                 if (resched)
5987                         __cond_resched();
5988                 else
5989                         cpu_relax();
5990                 ret = 1;
5991                 spin_lock(lock);
5992         }
5993         return ret;
5994 }
5995 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5996
5997 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5998 {
5999         BUG_ON(!in_softirq());
6000
6001         if (should_resched()) {
6002                 local_bh_enable();
6003                 __cond_resched();
6004                 local_bh_disable();
6005                 return 1;
6006         }
6007         return 0;
6008 }
6009 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6010
6011 /**
6012  * yield - yield the current processor to other threads.
6013  *
6014  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6015  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6016  */
6017 void __sched yield(void)
6018 {
6019         set_current_state(TASK_RUNNING);
6020         sys_sched_yield();
6021 }
6022 EXPORT_SYMBOL(yield);
6023
6024 /**
6025  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6026  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6027  * processor it's on.
6028  * @p: target task
6029  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6030  *
6031  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6032  * can't go away on us before we can do any checks.
6033  *
6034  * Returns true if we indeed boosted the target task.
6035  */
6036 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6037 {
6038         struct task_struct *curr = current;
6039         struct rq *rq, *p_rq;
6040         unsigned long flags;
6041         bool yielded = 0;
6042
6043         local_irq_save(flags);
6044         rq = this_rq();
6045
6046 again:
6047         p_rq = task_rq(p);
6048         double_rq_lock(rq, p_rq);
6049         while (task_rq(p) != p_rq) {
6050                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6051                 goto again;
6052         }
6053
6054         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6055                 goto out;
6056
6057         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6058                 goto out;
6059
6060         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6061                 goto out;
6062
6063         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
6064         if (yielded) {
6065                 schedstat_inc(rq, yld_count);
6066                 /*
6067                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6068                  * fairness.
6069                  */
6070                 if (preempt && rq != p_rq)
6071                         resched_task(p_rq->curr);
6072         }
6073
6074 out:
6075         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6076         local_irq_restore(flags);
6077
6078         if (yielded)
6079                 schedule();
6080
6081         return yielded;
6082 }
6083 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6084
6085 /*
6086  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6087  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6088  */
6089 void __sched io_schedule(void)
6090 {
6091         struct rq *rq = raw_rq();
6092
6093         delayacct_blkio_start();
6094         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6095         blk_flush_plug(current);
6096         current->in_iowait = 1;
6097         schedule();
6098         current->in_iowait = 0;
6099         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6100         delayacct_blkio_end();
6101 }
6102 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6103
6104 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6105 {
6106         struct rq *rq = raw_rq();
6107         long ret;
6108
6109         delayacct_blkio_start();
6110         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6111         blk_flush_plug(current);
6112         current->in_iowait = 1;
6113         ret = schedule_timeout(timeout);
6114         current->in_iowait = 0;
6115         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6116         delayacct_blkio_end();
6117         return ret;
6118 }
6119
6120 /**
6121  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6122  * @policy: scheduling class.
6123  *
6124  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6125  * by a given scheduling class.
6126  */
6127 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6128 {
6129         int ret = -EINVAL;
6130
6131         switch (policy) {
6132         case SCHED_FIFO:
6133         case SCHED_RR:
6134                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6135                 break;
6136         case SCHED_NORMAL:
6137         case SCHED_BATCH:
6138         case SCHED_IDLE:
6139                 ret = 0;
6140                 break;
6141         }
6142         return ret;
6143 }
6144
6145 /**
6146  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6147  * @policy: scheduling class.
6148  *
6149  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6150  * by a given scheduling class.
6151  */
6152 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6153 {
6154         int ret = -EINVAL;
6155
6156         switch (policy) {
6157         case SCHED_FIFO:
6158         case SCHED_RR:
6159                 ret = 1;
6160                 break;
6161         case SCHED_NORMAL:
6162         case SCHED_BATCH:
6163         case SCHED_IDLE:
6164                 ret = 0;
6165         }
6166         return ret;
6167 }
6168
6169 /**
6170  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6171  * @pid: pid of the process.
6172  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6173  *
6174  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6175  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6176  */
6177 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6178                 struct timespec __user *, interval)
6179 {
6180         struct task_struct *p;
6181         unsigned int time_slice;
6182         unsigned long flags;
6183         struct rq *rq;
6184         int retval;
6185         struct timespec t;
6186
6187         if (pid < 0)
6188                 return -EINVAL;
6189
6190         retval = -ESRCH;
6191         rcu_read_lock();
6192         p = find_process_by_pid(pid);
6193         if (!p)
6194                 goto out_unlock;
6195
6196         retval = security_task_getscheduler(p);
6197         if (retval)
6198                 goto out_unlock;
6199
6200         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6201         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6202         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6203
6204         rcu_read_unlock();
6205         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6206         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6207         return retval;
6208
6209 out_unlock:
6210         rcu_read_unlock();
6211         return retval;
6212 }
6213
6214 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6215
6216 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6217 {
6218         unsigned long free = 0;
6219         unsigned state;
6220
6221         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6222         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
6223                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6224 #if BITS_PER_LONG == 32
6225         if (state == TASK_RUNNING)
6226                 printk(KERN_CONT " running  ");
6227         else
6228                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6229 #else
6230         if (state == TASK_RUNNING)
6231                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6232         else
6233                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6234 #endif
6235 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6236         free = stack_not_used(p);
6237 #endif
6238         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6239                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6240                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6241
6242         show_stack(p, NULL);
6243 }
6244
6245 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6246 {
6247         struct task_struct *g, *p;
6248
6249 #if BITS_PER_LONG == 32
6250         printk(KERN_INFO
6251                 "  task                PC stack   pid father\n");
6252 #else
6253         printk(KERN_INFO
6254                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6255 #endif
6256         rcu_read_lock();
6257         do_each_thread(g, p) {
6258                 /*
6259                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6260                  * console might take a lot of time:
6261                  */
6262                 touch_nmi_watchdog();
6263                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6264                         sched_show_task(p);
6265         } while_each_thread(g, p);
6266
6267         touch_all_softlockup_watchdogs();
6268
6269 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6270         sysrq_sched_debug_show();
6271 #endif
6272         rcu_read_unlock();
6273         /*
6274          * Only show locks if all tasks are dumped:
6275          */
6276         if (!state_filter)
6277                 debug_show_all_locks();
6278 }
6279
6280 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6281 {
6282         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6283 }
6284
6285 /**
6286  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6287  * @idle: task in question
6288  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6289  *
6290  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6291  * flag, to make booting more robust.
6292  */
6293 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6294 {
6295         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6296         unsigned long flags;
6297
6298         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6299
6300         __sched_fork(idle);
6301         idle->state = TASK_RUNNING;
6302         idle->se.exec_start = sched_clock();
6303
6304         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
6305         /*
6306          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6307          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
6308          * lockdep check in task_group() will fail.
6309          *
6310          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6311          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6312          *
6313          * Silence PROVE_RCU
6314          */
6315         rcu_read_lock();
6316         __set_task_cpu(idle, cpu);
6317         rcu_read_unlock();
6318
6319         rq->curr = rq->idle = idle;
6320 #if defined(CONFIG_SMP)
6321         idle->on_cpu = 1;
6322 #endif
6323         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6324
6325         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6326         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6327
6328         /*
6329          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6330          */
6331         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6332         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6333 #if defined(CONFIG_SMP)
6334         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6335 #endif
6336 }
6337
6338 /*
6339  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6340  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6341  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6342  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6343  * number of CPUs.
6344  *
6345  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6346  */
6347 static int get_update_sysctl_factor(void)
6348 {
6349         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
6350         unsigned int factor;
6351
6352         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
6353         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
6354                 factor = 1;
6355                 break;
6356         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
6357                 factor = cpus;
6358                 break;
6359         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
6360         default:
6361                 factor = 1 + ilog2(cpus);
6362                 break;
6363         }
6364
6365         return factor;
6366 }
6367
6368 static void update_sysctl(void)
6369 {
6370         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
6371
6372 #define SET_SYSCTL(name) \
6373         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
6374         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
6375         SET_SYSCTL(sched_latency);
6376         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
6377 #undef SET_SYSCTL
6378 }
6379
6380 static inline void sched_init_granularity(void)
6381 {
6382         update_sysctl();
6383 }
6384
6385 #ifdef CONFIG_SMP
6386 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6387 {
6388         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
6389                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6390
6391         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6392         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6393 }
6394
6395 /*
6396  * This is how migration works:
6397  *
6398  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
6399  *    stop_one_cpu().
6400  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
6401  *    off the CPU)
6402  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
6403  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6404  *    it and puts it into the right queue.
6405  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
6406  *    is done.
6407  */
6408
6409 /*
6410  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6411  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6412  * is removed from the allowed bitmask.
6413  *
6414  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6415  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6416  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6417  */
6418 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6419 {
6420         unsigned long flags;
6421         struct rq *rq;
6422         unsigned int dest_cpu;
6423         int ret = 0;
6424
6425         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6426
6427         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
6428                 goto out;
6429
6430         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
6431                 ret = -EINVAL;
6432                 goto out;
6433         }
6434
6435         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
6436                 ret = -EINVAL;
6437                 goto out;
6438         }
6439
6440         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
6441
6442         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6443         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6444                 goto out;
6445
6446         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
6447         if (p->on_rq) {
6448                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
6449                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6450                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6451                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
6452                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6453                 return 0;
6454         }
6455 out:
6456         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6457
6458         return ret;
6459 }
6460 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6461
6462 /*
6463  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6464  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6465  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6466  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6467  *
6468  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6469  * as the task is no longer on this CPU.
6470  *
6471  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6472  */
6473 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6474 {
6475         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6476         int ret = 0;
6477
6478         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6479                 return ret;
6480
6481         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6482         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6483
6484         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6485         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6486         /* Already moved. */
6487         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6488                 goto done;
6489         /* Affinity changed (again). */
6490         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
6491                 goto fail;
6492
6493         /*
6494          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
6495          * placed properly.
6496          */
6497         if (p->on_rq) {
6498                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6499                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
6500                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6501                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6502         }
6503 done:
6504         ret = 1;
6505 fail:
6506         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6507         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6508         return ret;
6509 }
6510
6511 /*
6512  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
6513  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
6514  * 'pushing' onto another runqueue.
6515  */
6516 static int migration_cpu_stop(void *data)
6517 {
6518         struct migration_arg *arg = data;
6519
6520         /*
6521          * The original target cpu might have gone down and we might
6522          * be on another cpu but it doesn't matter.
6523          */
6524         local_irq_disable();
6525         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
6526         local_irq_enable();
6527         return 0;
6528 }
6529
6530 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6531
6532 /*
6533  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6534  * offline.
6535  */
6536 void idle_task_exit(void)
6537 {
6538         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6539
6540         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6541
6542         if (mm != &init_mm)
6543                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6544         mmdrop(mm);
6545 }
6546
6547 /*
6548  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6549  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6550  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6551  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6552  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6553  */
6554 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6555 {
6556         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
6557
6558         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6559         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6560 }
6561
6562 /*
6563  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
6564  */
6565 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
6566 {
6567         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
6568         rq->calc_load_active = 0;
6569 }
6570
6571 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6572 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6573 {
6574         struct cfs_rq *cfs_rq;
6575
6576         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6577                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6578
6579                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6580                         continue;
6581
6582                 /*
6583                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6584                  * there's some valid quota amount
6585                  */
6586                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
6587                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6588                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6589         }
6590 }
6591 #endif
6592
6593 /*
6594  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6595  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6596  *
6597  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6598  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6599  * because of lock validation efforts.
6600  */
6601 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
6602 {
6603         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6604         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6605         int dest_cpu;
6606
6607         /*
6608          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6609          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6610          *
6611          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6612          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6613          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6614          * done here.
6615          */
6616         rq->stop = NULL;
6617
6618         for ( ; ; ) {
6619                 /*
6620                  * There's this thread running, bail when that's the only
6621                  * remaining thread.
6622                  */
6623                 if (rq->nr_running == 1)
6624                         break;
6625
6626                 next = pick_next_task(rq);
6627                 BUG_ON(!next);
6628                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6629
6630                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6631                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
6632                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
6633
6634                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
6635
6636                 raw_spin_lock(&rq->lock);
6637         }
6638
6639         rq->stop = stop;
6640 }
6641
6642 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6643
6644 #if !defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
6645 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6646 #endif
6647
6648 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6649
6650 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6651         {
6652                 .procname       = "sched_domain",
6653                 .mode           = 0555,
6654         },
6655         {}
6656 };
6657
6658 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6659         {
6660                 .procname       = "kernel",
6661                 .mode           = 0555,
6662                 .child          = sd_ctl_dir,
6663         },
6664         {}
6665 };
6666
6667 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6668 {
6669         struct ctl_table *entry =
6670                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6671
6672         return entry;
6673 }
6674
6675 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6676 {
6677         struct ctl_table *entry;
6678
6679         /*
6680          * In the intermediate directories, both the child directory and
6681          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6682          * will always be set. In the lowest directory the names are
6683          * static strings and all have proc handlers.
6684          */
6685         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6686                 if (entry->child)
6687                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6688                 if (entry->proc_handler == NULL)
6689                         kfree(entry->procname);
6690         }
6691
6692         kfree(*tablep);
6693         *tablep = NULL;
6694 }
6695
6696 static int min_load_idx = 0;
6697 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
6698
6699 static void
6700 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6701                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6702                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler,
6703                 bool load_idx)
6704 {
6705         entry->procname = procname;
6706         entry->data = data;
6707         entry->maxlen = maxlen;
6708         entry->mode = mode;
6709         entry->proc_handler = proc_handler;
6710
6711         if (load_idx) {
6712                 entry->extra1 = &min_load_idx;
6713                 entry->extra2 = &max_load_idx;
6714         }
6715 }
6716
6717 static struct ctl_table *
6718 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6719 {
6720         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6721
6722         if (table == NULL)
6723                 return NULL;
6724
6725         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6726                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6727         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6728                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6729         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6730                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6731         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6732                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6733         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6734                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6735         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6736                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6737         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6738                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6739         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6740                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6741         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6742                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6743         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6744                 &sd->cache_nice_tries,
6745                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6746         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6747                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6748         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6749                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
6750         /* &table[12] is terminator */
6751
6752         return table;
6753 }
6754
6755 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6756 {
6757         struct ctl_table *entry, *table;
6758         struct sched_domain *sd;
6759         int domain_num = 0, i;
6760         char buf[32];
6761
6762         for_each_domain(cpu, sd)
6763                 domain_num++;
6764         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6765         if (table == NULL)
6766                 return NULL;
6767
6768         i = 0;
6769         for_each_domain(cpu, sd) {
6770                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6771                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6772                 entry->mode = 0555;
6773                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6774                 entry++;
6775                 i++;
6776         }
6777         return table;
6778 }
6779
6780 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6781 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6782 {
6783         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
6784         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6785         char buf[32];
6786
6787         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6788         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6789
6790         if (entry == NULL)
6791                 return;
6792
6793         for_each_possible_cpu(i) {
6794                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6795                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6796                 entry->mode = 0555;
6797                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6798                 entry++;
6799         }
6800
6801         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6802         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6803 }
6804
6805 /* may be called multiple times per register */
6806 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6807 {
6808         if (sd_sysctl_header)
6809                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6810         sd_sysctl_header = NULL;
6811         if (sd_ctl_dir[0].child)
6812                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6813 }
6814 #else
6815 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6816 {
6817 }
6818 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6819 {
6820 }
6821 #endif
6822
6823 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6824 {
6825         if (!rq->online) {
6826                 const struct sched_class *class;
6827
6828                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6829                 rq->online = 1;
6830
6831                 for_each_class(class) {
6832                         if (class->rq_online)
6833                                 class->rq_online(rq);
6834                 }
6835         }
6836 }
6837
6838 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6839 {
6840         if (rq->online) {
6841                 const struct sched_class *class;
6842
6843                 for_each_class(class) {
6844                         if (class->rq_offline)
6845                                 class->rq_offline(rq);
6846                 }
6847
6848                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6849                 rq->online = 0;
6850         }
6851 }
6852
6853 /*
6854  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6855  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6856  */
6857 static int __cpuinit
6858 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6859 {
6860         int cpu = (long)hcpu;
6861         unsigned long flags;
6862         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6863
6864         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6865
6866         case CPU_UP_PREPARE:
6867                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
6868                 account_reset_rq(rq);
6869                 break;
6870
6871         case CPU_ONLINE:
6872                 /* Update our root-domain */
6873                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6874                 if (rq->rd) {
6875                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6876
6877                         set_rq_online(rq);
6878                 }
6879                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6880                 break;
6881
6882 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6883         case CPU_DYING:
6884                 sched_ttwu_pending();
6885                 /* Update our root-domain */
6886                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6887                 if (rq->rd) {
6888                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6889                         set_rq_offline(rq);
6890                 }
6891                 migrate_tasks(cpu);
6892                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
6893                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6894
6895                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6896                 calc_global_load_remove(rq);
6897                 break;
6898 #endif
6899         }
6900
6901         update_max_interval();
6902
6903         return NOTIFY_OK;
6904 }
6905
6906 /*
6907  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6908  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
6909  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
6910  */
6911 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6912         .notifier_call = migration_call,
6913         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
6914 };
6915
6916 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
6917                                       unsigned long action, void *hcpu)
6918 {
6919         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6920         case CPU_ONLINE:
6921         case CPU_DOWN_FAILED:
6922                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
6923                 return NOTIFY_OK;
6924         default:
6925                 return NOTIFY_DONE;
6926         }
6927 }
6928
6929 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
6930                                         unsigned long action, void *hcpu)
6931 {
6932         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6933         case CPU_DOWN_PREPARE:
6934                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
6935                 return NOTIFY_OK;
6936         default:
6937                 return NOTIFY_DONE;
6938         }
6939 }
6940
6941 static int __init migration_init(void)
6942 {
6943         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6944         int err;
6945
6946         /* Initialize migration for the boot CPU */
6947         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6948         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6949         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6950         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6951
6952         /* Register cpu active notifiers */
6953         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6954         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
6955
6956         return 0;
6957 }
6958 early_initcall(migration_init);
6959 #endif
6960
6961 #ifdef CONFIG_SMP
6962
6963 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
6964
6965 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6966
6967 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
6968
6969 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
6970 {
6971         sched_domain_debug_enabled = 1;
6972
6973         return 0;
6974 }
6975 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
6976
6977 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6978                                   struct cpumask *groupmask)
6979 {
6980         struct sched_group *group = sd->groups;
6981         char str[256];
6982
6983         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
6984         cpumask_clear(groupmask);
6985
6986         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6987
6988         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6989                 printk("does not load-balance\n");
6990                 if (sd->parent)
6991                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6992                                         " has parent");
6993                 return -1;
6994         }
6995
6996         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
6997
6998         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
6999                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
7000                                 "CPU%d\n", cpu);
7001         }
7002         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
7003                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
7004                                 " CPU%d\n", cpu);
7005         }
7006
7007         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
7008         do {
7009                 if (!group) {
7010                         printk("\n");
7011                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
7012                         break;
7013                 }
7014
7015                 if (!group->sgp->power) {
7016                         printk(KERN_CONT "\n");
7017                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
7018                                         "set\n");
7019                         break;
7020                 }
7021
7022                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
7023                         printk(KERN_CONT "\n");
7024                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
7025                         break;
7026                 }
7027
7028                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
7029                         printk(KERN_CONT "\n");
7030                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
7031                         break;
7032                 }
7033
7034                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
7035
7036                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
7037
7038                 printk(KERN_CONT " %s", str);
7039                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
7040                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
7041                                 group->sgp->power);
7042                 }
7043
7044                 group = group->next;
7045         } while (group != sd->groups);
7046         printk(KERN_CONT "\n");
7047
7048         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
7049                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
7050
7051         if (sd->parent &&
7052             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
7053                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
7054                         "of domain->span\n");
7055         return 0;
7056 }
7057
7058 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
7059 {
7060         int level = 0;
7061
7062         if (!sched_domain_debug_enabled)
7063                 return;
7064
7065         if (!sd) {
7066                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
7067                 return;
7068         }
7069
7070         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
7071
7072         for (;;) {
7073                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
7074                         break;
7075                 level++;
7076                 sd = sd->parent;
7077                 if (!sd)
7078                         break;
7079         }
7080 }
7081 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
7082 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
7083 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
7084
7085 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
7086 {
7087         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
7088                 return 1;
7089
7090         /* Following flags need at least 2 groups */
7091         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
7092                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
7093                          SD_BALANCE_FORK |
7094                          SD_BALANCE_EXEC |
7095                          SD_SHARE_CPUPOWER |
7096                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
7097                 if (sd->groups != sd->groups->next)
7098                         return 0;
7099         }
7100
7101         /* Following flags don't use groups */
7102         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
7103                 return 0;
7104
7105         return 1;
7106 }
7107
7108 static int
7109 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
7110 {
7111         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
7112
7113         if (sd_degenerate(parent))
7114                 return 1;
7115
7116         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
7117                 return 0;
7118
7119         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
7120         if (parent->groups == parent->groups->next) {
7121                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
7122                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
7123                                 SD_BALANCE_FORK |
7124                                 SD_BALANCE_EXEC |
7125                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
7126                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
7127                 if (nr_node_ids == 1)
7128                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
7129         }
7130         if (~cflags & pflags)
7131                 return 0;
7132
7133         return 1;
7134 }
7135
7136 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
7137 {
7138         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
7139
7140         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
7141         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7142         free_cpumask_var(rd->online);
7143         free_cpumask_var(rd->span);
7144         kfree(rd);
7145 }
7146
7147 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
7148 {
7149         struct root_domain *old_rd = NULL;
7150         unsigned long flags;
7151
7152         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7153
7154         if (rq->rd) {
7155                 old_rd = rq->rd;
7156
7157                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
7158                         set_rq_offline(rq);
7159
7160                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
7161
7162                 /*
7163                  * If we dont want to free the old_rt yet then
7164                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
7165                  * in this function:
7166                  */
7167                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
7168                         old_rd = NULL;
7169         }
7170
7171         atomic_inc(&rd->refcount);
7172         rq->rd = rd;
7173
7174         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
7175         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
7176                 set_rq_online(rq);
7177
7178         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7179
7180         if (old_rd)
7181                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
7182 }
7183
7184 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
7185 {
7186         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
7187
7188         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
7189                 goto out;
7190         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
7191                 goto free_span;
7192         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
7193                 goto free_online;
7194
7195         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
7196                 goto free_rto_mask;
7197         return 0;
7198
7199 free_rto_mask:
7200         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7201 free_online:
7202         free_cpumask_var(rd->online);
7203 free_span:
7204         free_cpumask_var(rd->span);
7205 out:
7206         return -ENOMEM;
7207 }
7208
7209 static void init_defrootdomain(void)
7210 {
7211         init_rootdomain(&def_root_domain);
7212
7213         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
7214 }
7215
7216 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
7217 {
7218         struct root_domain *rd;
7219
7220         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
7221         if (!rd)
7222                 return NULL;
7223
7224         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
7225                 kfree(rd);
7226                 return NULL;
7227         }
7228
7229         return rd;
7230 }
7231
7232 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
7233 {
7234         struct sched_group *tmp, *first;
7235
7236         if (!sg)
7237                 return;
7238
7239         first = sg;
7240         do {
7241                 tmp = sg->next;
7242
7243                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
7244                         kfree(sg->sgp);
7245
7246                 kfree(sg);
7247                 sg = tmp;
7248         } while (sg != first);
7249 }
7250
7251 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
7252 {
7253         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
7254
7255         /*
7256          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
7257          * nuke them all.
7258          */
7259         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7260                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
7261         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
7262                 kfree(sd->groups->sgp);
7263                 kfree(sd->groups);
7264         }
7265         kfree(sd);
7266 }
7267
7268 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
7269 {
7270         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
7271 }
7272
7273 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
7274 {
7275         for (; sd; sd = sd->parent)
7276                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
7277 }
7278
7279 /*
7280  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
7281  * hold the hotplug lock.
7282  */
7283 static void
7284 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
7285 {
7286         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7287         struct sched_domain *tmp;
7288
7289         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
7290         for (tmp = sd; tmp; ) {
7291                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
7292                 if (!parent)
7293                         break;
7294
7295                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
7296                         tmp->parent = parent->parent;
7297                         if (parent->parent)
7298                                 parent->parent->child = tmp;
7299                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
7300                 } else
7301                         tmp = tmp->parent;
7302         }
7303
7304         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
7305                 tmp = sd;
7306                 sd = sd->parent;
7307                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
7308                 if (sd)
7309                         sd->child = NULL;
7310         }
7311
7312         sched_domain_debug(sd, cpu);
7313
7314         rq_attach_root(rq, rd);
7315         tmp = rq->sd;
7316         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
7317         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
7318 }
7319
7320 /* cpus with isolated domains */
7321 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
7322
7323 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
7324 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
7325 {
7326         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
7327         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
7328         return 1;
7329 }
7330
7331 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
7332
7333 #ifdef CONFIG_NUMA
7334
7335 /**
7336  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
7337  * @node: node whose sched_domain we're building
7338  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
7339  *
7340  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
7341  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
7342  *
7343  * Should use nodemask_t.
7344  */
7345 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
7346 {
7347         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
7348
7349         min_val = INT_MAX;
7350
7351         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7352                 /* Start at @node */
7353                 n = (node + i) % nr_node_ids;
7354
7355                 if (!nr_cpus_node(n))
7356                         continue;
7357
7358                 /* Skip already used nodes */
7359                 if (node_isset(n, *used_nodes))
7360                         continue;
7361
7362                 /* Simple min distance search */
7363                 val = node_distance(node, n);
7364
7365                 if (val < min_val) {
7366                         min_val = val;
7367                         best_node = n;
7368                 }
7369         }
7370
7371         if (best_node != -1)
7372                 node_set(best_node, *used_nodes);
7373         return best_node;
7374 }
7375
7376 /**
7377  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7378  * @node: node whose cpumask we're constructing
7379  * @span: resulting cpumask
7380  *
7381  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7382  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7383  * out optimally.
7384  */
7385 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7386 {
7387         nodemask_t used_nodes;
7388         int i;
7389
7390         cpumask_clear(span);
7391         nodes_clear(used_nodes);
7392
7393         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7394         node_set(node, used_nodes);
7395
7396         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7397                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7398                 if (next_node < 0)
7399                         break;
7400                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7401         }
7402 }
7403
7404 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
7405 {
7406         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7407
7408         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
7409
7410         return sched_domains_tmpmask;
7411 }
7412
7413 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
7414 {
7415         return cpu_possible_mask;
7416 }
7417 #endif /* CONFIG_NUMA */
7418
7419 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
7420 {
7421         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
7422 }
7423
7424 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7425
7426 struct sd_data {
7427         struct sched_domain **__percpu sd;
7428         struct sched_group **__percpu sg;
7429         struct sched_group_power **__percpu sgp;
7430 };
7431
7432 struct s_data {
7433         struct sched_domain ** __percpu sd;
7434         struct root_domain      *rd;
7435 };
7436
7437 enum s_alloc {
7438         sa_rootdomain,
7439         sa_sd,
7440         sa_sd_storage,
7441         sa_none,
7442 };
7443
7444 struct sched_domain_topology_level;
7445
7446 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
7447 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
7448
7449 #define SDTL_OVERLAP    0x01
7450
7451 struct sched_domain_topology_level {
7452         sched_domain_init_f init;
7453         sched_domain_mask_f mask;
7454         int                 flags;
7455         struct sd_data      data;
7456 };
7457
7458 static int
7459 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7460 {
7461         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
7462         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7463         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
7464         struct sd_data *sdd = sd->private;
7465         struct sched_domain *child;
7466         int i;
7467
7468         cpumask_clear(covered);
7469
7470         for_each_cpu(i, span) {
7471                 struct cpumask *sg_span;
7472
7473                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7474                         continue;
7475
7476                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7477                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7478
7479                 if (!sg)
7480                         goto fail;
7481
7482                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
7483
7484                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
7485                 if (child->child) {
7486                         child = child->child;
7487                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
7488                 } else
7489                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
7490
7491                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
7492
7493                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
7494                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
7495
7496                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
7497                         groups = sg;
7498
7499                 if (!first)
7500                         first = sg;
7501                 if (last)
7502                         last->next = sg;
7503                 last = sg;
7504                 last->next = first;
7505         }
7506         sd->groups = groups;
7507
7508         return 0;
7509
7510 fail:
7511         free_sched_groups(first, 0);
7512
7513         return -ENOMEM;
7514 }
7515
7516 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
7517 {
7518         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
7519         struct sched_domain *child = sd->child;
7520
7521         if (child)
7522                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
7523
7524         if (sg) {
7525                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
7526                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
7527                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
7528         }
7529
7530         return cpu;
7531 }
7532
7533 /*
7534  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
7535  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7536  * and ->cpu_power to 0.
7537  *
7538  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
7539  */
7540 static int
7541 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7542 {
7543         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7544         struct sd_data *sdd = sd->private;
7545         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7546         struct cpumask *covered;
7547         int i;
7548
7549         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
7550         atomic_inc(&sd->groups->ref);
7551
7552         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
7553                 return 0;
7554
7555         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7556         covered = sched_domains_tmpmask;
7557
7558         cpumask_clear(covered);
7559
7560         for_each_cpu(i, span) {
7561                 struct sched_group *sg;
7562                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
7563                 int j;
7564
7565                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7566                         continue;
7567
7568                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
7569                 sg->sgp->power = 0;
7570
7571                 for_each_cpu(j, span) {
7572                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
7573                                 continue;
7574
7575                         cpumask_set_cpu(j, covered);
7576                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
7577                 }
7578
7579                 if (!first)
7580                         first = sg;
7581                 if (last)
7582                         last->next = sg;
7583                 last = sg;
7584         }
7585         last->next = first;
7586
7587         return 0;
7588 }
7589
7590 /*
7591  * Initialize sched groups cpu_power.
7592  *
7593  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
7594  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
7595  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
7596  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
7597  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
7598  * less cpu_power.
7599  */
7600 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
7601 {
7602         struct sched_group *sg = sd->groups;
7603
7604         WARN_ON(!sd || !sg);
7605
7606         do {
7607                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
7608                 sg = sg->next;
7609         } while (sg != sd->groups);
7610
7611         if (cpu != group_first_cpu(sg))
7612                 return;
7613
7614         update_group_power(sd, cpu);
7615 }
7616
7617 /*
7618  * Initializers for schedule domains
7619  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
7620  */
7621
7622 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7623 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
7624 #else
7625 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
7626 #endif
7627
7628 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
7629 static noinline struct sched_domain *                                   \
7630 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
7631 {                                                                       \
7632         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
7633         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
7634         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
7635         sd->private = &tl->data;                                        \
7636         return sd;                                                      \
7637 }
7638
7639 SD_INIT_FUNC(CPU)
7640 #ifdef CONFIG_NUMA
7641  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
7642  SD_INIT_FUNC(NODE)
7643 #endif
7644 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7645  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
7646 #endif
7647 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7648  SD_INIT_FUNC(MC)
7649 #endif
7650 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7651  SD_INIT_FUNC(BOOK)
7652 #endif
7653
7654 static int default_relax_domain_level = -1;
7655 int sched_domain_level_max;
7656
7657 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
7658 {
7659         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
7660                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
7661
7662         return 1;
7663 }
7664 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
7665
7666 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
7667                                  struct sched_domain_attr *attr)
7668 {
7669         int request;
7670
7671         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
7672                 if (default_relax_domain_level < 0)
7673                         return;
7674                 else
7675                         request = default_relax_domain_level;
7676         } else
7677                 request = attr->relax_domain_level;
7678         if (request < sd->level) {
7679                 /* turn off idle balance on this domain */
7680                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7681         } else {
7682                 /* turn on idle balance on this domain */
7683                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7684         }
7685 }
7686
7687 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
7688 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
7689
7690 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
7691                                  const struct cpumask *cpu_map)
7692 {
7693         switch (what) {
7694         case sa_rootdomain:
7695                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
7696                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
7697         case sa_sd:
7698                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
7699         case sa_sd_storage:
7700                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
7701         case sa_none:
7702                 break;
7703         }
7704 }
7705
7706 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
7707                                                    const struct cpumask *cpu_map)
7708 {
7709         memset(d, 0, sizeof(*d));
7710
7711         if (__sdt_alloc(cpu_map))
7712                 return sa_sd_storage;
7713         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7714         if (!d->sd)
7715                 return sa_sd_storage;
7716         d->rd = alloc_rootdomain();
7717         if (!d->rd)
7718                 return sa_sd;
7719         return sa_rootdomain;
7720 }
7721
7722 /*
7723  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
7724  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
7725  * will not free the data we're using.
7726  */
7727 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
7728 {
7729         struct sd_data *sdd = sd->private;
7730
7731         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
7732         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
7733
7734         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
7735                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
7736
7737         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
7738                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
7739 }
7740
7741 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7742 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
7743 {
7744         return topology_thread_cpumask(cpu);
7745 }
7746 #endif
7747
7748 /*
7749  * Topology list, bottom-up.
7750  */
7751 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
7752 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7753         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
7754 #endif
7755 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7756         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
7757 #endif
7758 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7759         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
7760 #endif
7761         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
7762 #ifdef CONFIG_NUMA
7763         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
7764         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
7765 #endif
7766         { NULL, },
7767 };
7768
7769 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
7770
7771 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7772 {
7773         struct sched_domain_topology_level *tl;
7774         int j;
7775
7776         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7777                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7778
7779                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7780                 if (!sdd->sd)
7781                         return -ENOMEM;
7782
7783                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7784                 if (!sdd->sg)
7785                         return -ENOMEM;
7786
7787                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
7788                 if (!sdd->sgp)
7789                         return -ENOMEM;
7790
7791                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7792                         struct sched_domain *sd;
7793                         struct sched_group *sg;
7794                         struct sched_group_power *sgp;
7795
7796                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7797                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7798                         if (!sd)
7799                                 return -ENOMEM;
7800
7801                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7802
7803                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7804                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7805                         if (!sg)
7806                                 return -ENOMEM;
7807
7808                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7809
7810                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
7811                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7812                         if (!sgp)
7813                                 return -ENOMEM;
7814
7815                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
7816                 }
7817         }
7818
7819         return 0;
7820 }
7821
7822 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7823 {
7824         struct sched_domain_topology_level *tl;
7825         int j;
7826
7827         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7828                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7829
7830                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7831                         struct sched_domain *sd;
7832
7833                         if (sdd->sd) {
7834                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7835                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7836                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
7837                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7838                         }
7839
7840                         if (sdd->sg)
7841                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7842                         if (sdd->sgp)
7843                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
7844                 }
7845                 free_percpu(sdd->sd);
7846                 sdd->sd = NULL;
7847                 free_percpu(sdd->sg);
7848                 sdd->sg = NULL;
7849                 free_percpu(sdd->sgp);
7850                 sdd->sgp = NULL;
7851         }
7852 }
7853
7854 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7855                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
7856                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
7857                 int cpu)
7858 {
7859         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
7860         if (!sd)
7861                 return child;
7862
7863         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7864         if (child) {
7865                 sd->level = child->level + 1;
7866                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7867                 child->parent = sd;
7868         }
7869         sd->child = child;
7870         set_domain_attribute(sd, attr);
7871
7872         return sd;
7873 }
7874
7875 /*
7876  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7877  * to the individual cpus
7878  */
7879 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7880                                struct sched_domain_attr *attr)
7881 {
7882         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
7883         struct sched_domain *sd;
7884         struct s_data d;
7885         int i, ret = -ENOMEM;
7886
7887         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7888         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7889                 goto error;
7890
7891         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7892         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7893                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7894
7895                 sd = NULL;
7896                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7897                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
7898                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7899                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7900                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7901                                 break;
7902                 }
7903
7904                 while (sd->child)
7905                         sd = sd->child;
7906
7907                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7908         }
7909
7910         /* Build the groups for the domains */
7911         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7912                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7913                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7914                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7915                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7916                                         goto error;
7917                         } else {
7918                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7919                                         goto error;
7920                         }
7921                 }
7922         }
7923
7924         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
7925         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7926                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7927                         continue;
7928
7929                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7930                         claim_allocations(i, sd);
7931                         init_sched_groups_power(i, sd);
7932                 }
7933         }
7934
7935         /* Attach the domains */
7936         rcu_read_lock();
7937         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7938                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7939                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7940         }
7941         rcu_read_unlock();
7942
7943         ret = 0;
7944 error:
7945         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7946         return ret;
7947 }
7948
7949 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7950 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7951 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7952                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7953
7954 /*
7955  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7956  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7957  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7958  */
7959 static cpumask_var_t fallback_doms;
7960
7961 /*
7962  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7963  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7964  * or 0 if it stayed the same.
7965  */
7966 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
7967 {
7968         return 0;
7969 }
7970
7971 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7972 {
7973         int i;
7974         cpumask_var_t *doms;
7975
7976         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7977         if (!doms)
7978                 return NULL;
7979         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7980                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7981                         free_sched_domains(doms, i);
7982                         return NULL;
7983                 }
7984         }
7985         return doms;
7986 }
7987
7988 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7989 {
7990         unsigned int i;
7991         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7992                 free_cpumask_var(doms[i]);
7993         kfree(doms);
7994 }
7995
7996 /*
7997  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7998  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7999  * exclude other special cases in the future.
8000  */
8001 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8002 {
8003         int err;
8004
8005         arch_update_cpu_topology();
8006         ndoms_cur = 1;
8007         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
8008         if (!doms_cur)
8009                 doms_cur = &fallback_doms;
8010         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
8011         dattr_cur = NULL;
8012         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
8013         register_sched_domain_sysctl();
8014
8015         return err;
8016 }
8017
8018 /*
8019  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
8020  * These cpus will now be attached to the NULL domain
8021  */
8022 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8023 {
8024         int i;
8025
8026         rcu_read_lock();
8027         for_each_cpu(i, cpu_map)
8028                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
8029         rcu_read_unlock();
8030 }
8031
8032 /* handle null as "default" */
8033 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
8034                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
8035 {
8036         struct sched_domain_attr tmp;
8037
8038         /* fast path */
8039         if (!new && !cur)
8040                 return 1;
8041
8042         tmp = SD_ATTR_INIT;
8043         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
8044                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
8045                         sizeof(struct sched_domain_attr));
8046 }
8047
8048 /*
8049  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
8050  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
8051  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
8052  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
8053  *
8054  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
8055  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
8056  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
8057  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
8058  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
8059  * it as it is.
8060  *
8061  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
8062  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
8063  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
8064  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
8065  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
8066  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
8067  *
8068  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
8069  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
8070  * and it will not create the default domain.
8071  *
8072  * Call with hotplug lock held
8073  */
8074 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
8075                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
8076 {
8077         int i, j, n;
8078         int new_topology;
8079
8080         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8081
8082         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
8083         unregister_sched_domain_sysctl();
8084
8085         /* Let architecture update cpu core mappings. */
8086         new_topology = arch_update_cpu_topology();
8087
8088         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
8089
8090         /* Destroy deleted domains */
8091         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
8092                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
8093                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
8094                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
8095                                 goto match1;
8096                 }
8097                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
8098                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
8099 match1:
8100                 ;
8101         }
8102
8103         if (doms_new == NULL) {
8104                 ndoms_cur = 0;
8105                 doms_new = &fallback_doms;
8106                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
8107                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
8108         }
8109
8110         /* Build new domains */
8111         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
8112                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
8113                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
8114                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
8115                                 goto match2;
8116                 }
8117                 /* no match - add a new doms_new */
8118                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
8119 match2:
8120                 ;
8121         }
8122
8123         /* Remember the new sched domains */
8124         if (doms_cur != &fallback_doms)
8125                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
8126         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
8127         doms_cur = doms_new;
8128         dattr_cur = dattr_new;
8129         ndoms_cur = ndoms_new;
8130
8131         register_sched_domain_sysctl();
8132
8133         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8134 }
8135
8136 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
8137 static void reinit_sched_domains(void)
8138 {
8139         get_online_cpus();
8140
8141         /* Destroy domains first to force the rebuild */
8142         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
8143
8144         rebuild_sched_domains();
8145         put_online_cpus();
8146 }
8147
8148 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
8149 {
8150         unsigned int level = 0;
8151
8152         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
8153                 return -EINVAL;
8154
8155         /*
8156          * level is always be positive so don't check for
8157          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
8158          * What happens on 0 or 1 byte write,
8159          * need to check for count as well?
8160          */
8161
8162         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
8163                 return -EINVAL;
8164
8165         if (smt)
8166                 sched_smt_power_savings = level;
8167         else
8168                 sched_mc_power_savings = level;
8169
8170         reinit_sched_domains();
8171
8172         return count;
8173 }
8174
8175 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8176 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
8177                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
8178                                            char *page)
8179 {
8180         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
8181 }
8182 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
8183                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8184                                             const char *buf, size_t count)
8185 {
8186         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
8187 }
8188 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
8189                          sched_mc_power_savings_show,
8190                          sched_mc_power_savings_store);
8191 #endif
8192
8193 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8194 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
8195                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8196                                             char *page)
8197 {
8198         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
8199 }
8200 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
8201                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
8202                                              const char *buf, size_t count)
8203 {
8204         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
8205 }
8206 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
8207                    sched_smt_power_savings_show,
8208                    sched_smt_power_savings_store);
8209 #endif
8210
8211 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
8212 {
8213         int err = 0;
8214
8215 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8216         if (smt_capable())
8217                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8218                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
8219 #endif
8220 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8221         if (!err && mc_capable())
8222                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8223                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
8224 #endif
8225         return err;
8226 }
8227 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
8228
8229 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
8230
8231 /*
8232  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8233  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8234  * around partition_sched_domains().
8235  *
8236  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8237  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8238  */
8239 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8240                              void *hcpu)
8241 {
8242         switch (action) {
8243         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8244         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8245
8246                 /*
8247                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8248                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8249                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8250                  * domain, ignoring cpusets.
8251                  */
8252                 num_cpus_frozen--;
8253                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
8254                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8255                         break;
8256                 }
8257
8258                 /*
8259                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8260                  * restore the original sched domains by considering the
8261                  * cpuset configurations.
8262                  */
8263
8264         case CPU_ONLINE:
8265         case CPU_DOWN_FAILED:
8266                 cpuset_update_active_cpus();
8267                 break;
8268         default:
8269                 return NOTIFY_DONE;
8270         }
8271         return NOTIFY_OK;
8272 }
8273
8274 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8275                                void *hcpu)
8276 {
8277         switch (action) {
8278         case CPU_DOWN_PREPARE:
8279                 cpuset_update_active_cpus();
8280                 break;
8281         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8282                 num_cpus_frozen++;
8283                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8284                 break;
8285         default:
8286                 return NOTIFY_DONE;
8287         }
8288         return NOTIFY_OK;
8289 }
8290
8291 static int update_runtime(struct notifier_block *nfb,
8292                                 unsigned long action, void *hcpu)
8293 {
8294         int cpu = (int)(long)hcpu;
8295
8296         switch (action) {
8297         case CPU_DOWN_PREPARE:
8298         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8299                 disable_runtime(cpu_rq(cpu));
8300                 return NOTIFY_OK;
8301
8302         case CPU_DOWN_FAILED:
8303         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8304         case CPU_ONLINE:
8305         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8306                 enable_runtime(cpu_rq(cpu));
8307                 return NOTIFY_OK;
8308
8309         default:
8310                 return NOTIFY_DONE;
8311         }
8312 }
8313
8314 void __init sched_init_smp(void)
8315 {
8316         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
8317
8318         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
8319         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
8320
8321         get_online_cpus();
8322         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8323         init_sched_domains(cpu_active_mask);
8324         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
8325         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
8326                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
8327         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8328         put_online_cpus();
8329
8330         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
8331         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
8332
8333         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
8334         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
8335
8336         init_hrtick();
8337
8338         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8339         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
8340                 BUG();
8341         sched_init_granularity();
8342         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
8343
8344         init_sched_rt_class();
8345 }
8346 #else
8347 void __init sched_init_smp(void)
8348 {
8349         sched_init_granularity();
8350 }
8351 #endif /* CONFIG_SMP */
8352
8353 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
8354
8355 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8356 {
8357         return in_lock_functions(addr) ||
8358                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8359                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8360 }
8361
8362 static void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8363 {
8364         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8365         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->tasks);
8366         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8367 #ifndef CONFIG_64BIT
8368         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8369 #endif
8370 }
8371
8372 static void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq)
8373 {
8374         struct rt_prio_array *array;
8375         int i;
8376
8377         array = &rt_rq->active;
8378         for (i = 0; i < MAX_RT_PRIO; i++) {
8379                 INIT_LIST_HEAD(array->queue + i);
8380                 __clear_bit(i, array->bitmap);
8381         }
8382         /* delimiter for bitsearch: */
8383         __set_bit(MAX_RT_PRIO, array->bitmap);
8384
8385 #if defined CONFIG_SMP
8386         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8387         rt_rq->highest_prio.next = MAX_RT_PRIO;
8388         rt_rq->rt_nr_migratory = 0;
8389         rt_rq->overloaded = 0;
8390         plist_head_init(&rt_rq->pushable_tasks);
8391 #endif
8392
8393         rt_rq->rt_time = 0;
8394         rt_rq->rt_throttled = 0;
8395         rt_rq->rt_runtime = 0;
8396         raw_spin_lock_init(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8397 }
8398
8399 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8400 static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8401                                 struct sched_entity *se, int cpu,
8402                                 struct sched_entity *parent)
8403 {
8404         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8405
8406         cfs_rq->tg = tg;
8407         cfs_rq->rq = rq;
8408 #ifdef CONFIG_SMP
8409         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
8410         cfs_rq->load_stamp = 1;
8411 #endif
8412         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8413
8414         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8415         tg->se[cpu] = se;
8416
8417         /* se could be NULL for root_task_group */
8418         if (!se)
8419                 return;
8420
8421         if (!parent)
8422                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8423         else
8424                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8425
8426         se->my_q = cfs_rq;
8427         update_load_set(&se->load, 0);
8428         se->parent = parent;
8429 }
8430 #endif
8431
8432 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8433 static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
8434                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
8435                 struct sched_rt_entity *parent)
8436 {
8437         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8438
8439         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8440         rt_rq->rt_nr_boosted = 0;
8441         rt_rq->rq = rq;
8442         rt_rq->tg = tg;
8443
8444         tg->rt_rq[cpu] = rt_rq;
8445         tg->rt_se[cpu] = rt_se;
8446
8447         if (!rt_se)
8448                 return;
8449
8450         if (!parent)
8451                 rt_se->rt_rq = &rq->rt;
8452         else
8453                 rt_se->rt_rq = parent->my_q;
8454
8455         rt_se->my_q = rt_rq;
8456         rt_se->parent = parent;
8457         INIT_LIST_HEAD(&rt_se->run_list);
8458 }
8459 #endif
8460
8461 void __init sched_init(void)
8462 {
8463         int i, j;
8464         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
8465
8466 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8467         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8468 #endif
8469 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8470         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8471 #endif
8472 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8473         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
8474 #endif
8475         if (alloc_size) {
8476                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
8477
8478 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8479                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8480                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8481
8482                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8483                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8484
8485 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8486 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8487                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8488                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8489
8490                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8491                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8492
8493 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8494 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8495                 for_each_possible_cpu(i) {
8496                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
8497                         ptr += cpumask_size();
8498                 }
8499 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8500         }
8501
8502 #ifdef CONFIG_SMP
8503         init_defrootdomain();
8504 #endif
8505
8506         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
8507                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8508
8509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8510         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8511                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8512 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8513
8514 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8515         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8516         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8517         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
8518         autogroup_init(&init_task);
8519 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8520
8521         for_each_possible_cpu(i) {
8522                 struct rq *rq;
8523
8524                 rq = cpu_rq(i);
8525                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
8526                 rq->nr_running = 0;
8527                 rq->calc_load_active = 0;
8528                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8529                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8530                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
8531 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8532                 root_task_group.shares = root_task_group_load;
8533                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8534                 /*
8535                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
8536                  *
8537                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8538                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
8539                  * system cpu resource is divided among the tasks of
8540                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8541                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8542                  * (se->load.weight).
8543                  *
8544                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8545                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8546                  * then A0's share of the cpu resource is:
8547                  *
8548                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8549                  *
8550                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
8551                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
8552                  */
8553                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8554                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
8555 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8556
8557                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8558 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8559                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
8560                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
8561 #endif
8562
8563                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
8564                         rq->cpu_load[j] = 0;
8565
8566                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
8567
8568 #ifdef CONFIG_SMP
8569                 rq->sd = NULL;
8570                 rq->rd = NULL;
8571                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
8572                 rq->post_schedule = 0;
8573                 rq->active_balance = 0;
8574                 rq->next_balance = jiffies;
8575                 rq->push_cpu = 0;
8576                 rq->cpu = i;
8577                 rq->online = 0;
8578                 rq->idle_stamp = 0;
8579                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
8580                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
8581 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8582                 rq->nohz_balance_kick = 0;
8583 #endif
8584 #endif
8585                 init_rq_hrtick(rq);
8586                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
8587         }
8588
8589         set_load_weight(&init_task);
8590
8591 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
8592         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
8593 #endif
8594
8595 #ifdef CONFIG_SMP
8596         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8597 #endif
8598
8599 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
8600         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
8601 #endif
8602
8603         /*
8604          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
8605          */
8606         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
8607         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
8608
8609         /*
8610          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
8611          * called from this thread, however somewhere below it might be,
8612          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
8613          * when this runqueue becomes "idle".
8614          */
8615         init_idle(current, smp_processor_id());
8616
8617         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8618
8619         /*
8620          * During early bootup we pretend to be a normal task:
8621          */
8622         current->sched_class = &fair_sched_class;
8623
8624 #ifdef CONFIG_SMP
8625         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
8626 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8627         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8628         alloc_cpumask_var(&nohz.grp_idle_mask, GFP_NOWAIT);
8629         atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
8630         atomic_set(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8631         atomic_set(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8632 #endif
8633         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
8634         if (cpu_isolated_map == NULL)
8635                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
8636 #endif /* SMP */
8637
8638         scheduler_running = 1;
8639 }
8640
8641 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
8642 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
8643 {
8644         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
8645
8646         return (nested == preempt_offset);
8647 }
8648
8649 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8650 {
8651         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
8652
8653         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
8654         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
8655             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
8656                 return;
8657         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8658                 return;
8659         prev_jiffy = jiffies;
8660
8661         printk(KERN_ERR
8662                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
8663                         file, line);
8664         printk(KERN_ERR
8665                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
8666                         in_atomic(), irqs_disabled(),
8667                         current->pid, current->comm);
8668
8669         debug_show_held_locks(current);
8670         if (irqs_disabled())
8671                 print_irqtrace_events(current);
8672         dump_stack();
8673 }
8674 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
8675 #endif
8676
8677 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
8678 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8679 {
8680         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
8681         int old_prio = p->prio;
8682         int on_rq;
8683
8684         on_rq = p->on_rq;
8685         if (on_rq)
8686                 deactivate_task(rq, p, 0);
8687         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
8688         if (on_rq) {
8689                 activate_task(rq, p, 0);
8690                 resched_task(rq->curr);
8691         }
8692
8693         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
8694 }
8695
8696 void normalize_rt_tasks(void)
8697 {
8698         struct task_struct *g, *p;
8699         unsigned long flags;
8700         struct rq *rq;
8701
8702         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
8703         do_each_thread(g, p) {
8704                 /*
8705                  * Only normalize user tasks:
8706                  */
8707                 if (!p->mm)
8708                         continue;
8709
8710                 p->se.exec_start                = 0;
8711 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
8712                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
8713                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
8714                 p->se.statistics.block_start    = 0;
8715 #endif
8716
8717                 if (!rt_task(p)) {
8718                         /*
8719                          * Renice negative nice level userspace
8720                          * tasks back to 0:
8721                          */
8722                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
8723                                 set_user_nice(p, 0);
8724                         continue;
8725                 }
8726
8727                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
8728                 rq = __task_rq_lock(p);
8729
8730                 normalize_task(rq, p);
8731
8732                 __task_rq_unlock(rq);
8733                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
8734         } while_each_thread(g, p);
8735
8736         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
8737 }
8738
8739 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8740
8741 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8742 /*
8743  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8744  *
8745  * They can only be called when the whole system has been
8746  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8747  * activity can take place. Using them for anything else would
8748  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8749  * under any other configuration.
8750  */
8751
8752 /**
8753  * curr_task - return the current task for a given cpu.
8754  * @cpu: the processor in question.
8755  *
8756  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8757  */
8758 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8759 {
8760         return cpu_curr(cpu);
8761 }
8762
8763 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8764
8765 #ifdef CONFIG_IA64
8766 /**
8767  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
8768  * @cpu: the processor in question.
8769  * @p: the task pointer to set.
8770  *
8771  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8772  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8773  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
8774  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8775  * and caller must save the original value of the current task (see
8776  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8777  * re-starting the system.
8778  *
8779  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8780  */
8781 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8782 {
8783         cpu_curr(cpu) = p;
8784 }
8785
8786 #endif
8787
8788 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8789 static void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8790 {
8791         int i;
8792
8793         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8794
8795         for_each_possible_cpu(i) {
8796                 if (tg->cfs_rq)
8797                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8798                 if (tg->se)
8799                         kfree(tg->se[i]);
8800         }
8801
8802         kfree(tg->cfs_rq);
8803         kfree(tg->se);
8804 }
8805
8806 static
8807 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8808 {
8809         struct cfs_rq *cfs_rq;
8810         struct sched_entity *se;
8811         int i;
8812
8813         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8814         if (!tg->cfs_rq)
8815                 goto err;
8816         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8817         if (!tg->se)
8818                 goto err;
8819
8820         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8821
8822         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8823
8824         for_each_possible_cpu(i) {
8825                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8826                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8827                 if (!cfs_rq)
8828                         goto err;
8829
8830                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8831                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8832                 if (!se)
8833                         goto err_free_rq;
8834
8835                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8836                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8837         }
8838
8839         return 1;
8840
8841 err_free_rq:
8842         kfree(cfs_rq);
8843 err:
8844         return 0;
8845 }
8846
8847 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8848 {
8849         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8850         unsigned long flags;
8851
8852         /*
8853         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8854         * check on_list without danger of it being re-added.
8855         */
8856         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8857                 return;
8858
8859         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8860         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8861         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8862 }
8863 #else /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8864 static inline void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8865 {
8866 }
8867
8868 static inline
8869 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8870 {
8871         return 1;
8872 }
8873
8874 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8875 {
8876 }
8877 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8878
8879 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8880 static void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8881 {
8882         int i;
8883
8884         if (tg->rt_se)
8885                 destroy_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth);
8886
8887         for_each_possible_cpu(i) {
8888                 if (tg->rt_rq)
8889                         kfree(tg->rt_rq[i]);
8890                 if (tg->rt_se)
8891                         kfree(tg->rt_se[i]);
8892         }
8893
8894         kfree(tg->rt_rq);
8895         kfree(tg->rt_se);
8896 }
8897
8898 static
8899 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8900 {
8901         struct rt_rq *rt_rq;
8902         struct sched_rt_entity *rt_se;
8903         int i;
8904
8905         tg->rt_rq = kzalloc(sizeof(rt_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8906         if (!tg->rt_rq)
8907                 goto err;
8908         tg->rt_se = kzalloc(sizeof(rt_se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8909         if (!tg->rt_se)
8910                 goto err;
8911
8912         init_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth,
8913                         ktime_to_ns(def_rt_bandwidth.rt_period), 0);
8914
8915         for_each_possible_cpu(i) {
8916                 rt_rq = kzalloc_node(sizeof(struct rt_rq),
8917                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8918                 if (!rt_rq)
8919                         goto err;
8920
8921                 rt_se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_rt_entity),
8922                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8923                 if (!rt_se)
8924                         goto err_free_rq;
8925
8926                 init_rt_rq(rt_rq, cpu_rq(i));
8927                 rt_rq->rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8928                 init_tg_rt_entry(tg, rt_rq, rt_se, i, parent->rt_se[i]);
8929         }
8930
8931         return 1;
8932
8933 err_free_rq:
8934         kfree(rt_rq);
8935 err:
8936         return 0;
8937 }
8938 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8939 static inline void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8940 {
8941 }
8942
8943 static inline
8944 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8945 {
8946         return 1;
8947 }
8948 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8949
8950 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8951 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
8952 {
8953         free_fair_sched_group(tg);
8954         free_rt_sched_group(tg);
8955         autogroup_free(tg);
8956         kfree(tg);
8957 }
8958
8959 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8960 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8961 {
8962         struct task_group *tg;
8963         unsigned long flags;
8964
8965         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
8966         if (!tg)
8967                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8968
8969         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8970                 goto err;
8971
8972         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8973                 goto err;
8974
8975         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8976         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8977
8978         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
8979
8980         tg->parent = parent;
8981         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8982         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8983         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8984
8985         return tg;
8986
8987 err:
8988         free_sched_group(tg);
8989         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8990 }
8991
8992 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8993 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8994 {
8995         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
8996         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
8997 }
8998
8999 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
9000 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9001 {
9002         unsigned long flags;
9003         int i;
9004
9005         /* end participation in shares distribution */
9006         for_each_possible_cpu(i)
9007                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
9008
9009         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9010         list_del_rcu(&tg->list);
9011         list_del_rcu(&tg->siblings);
9012         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9013
9014         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
9015         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
9016 }
9017
9018 /* change task's runqueue when it moves between groups.
9019  *      The caller of this function should have put the task in its new group
9020  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
9021  *      reflect its new group.
9022  */
9023 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9024 {
9025         struct task_group *tg;
9026         int on_rq, running;
9027         unsigned long flags;
9028         struct rq *rq;
9029
9030         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
9031
9032         running = task_current(rq, tsk);
9033         on_rq = tsk->on_rq;
9034
9035         if (on_rq)
9036                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
9037         if (unlikely(running))
9038                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
9039
9040         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
9041                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
9042                           struct task_group, css);
9043         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9044         tsk->sched_task_group = tg;
9045
9046 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9047         if (tsk->sched_class->task_move_group)
9048                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
9049         else
9050 #endif
9051                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9052
9053         if (unlikely(running))
9054                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
9055         if (on_rq)
9056                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
9057
9058         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
9059 }
9060 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9061
9062 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9063 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9064
9065 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9066 {
9067         int i;
9068         unsigned long flags;
9069
9070         /*
9071          * We can't change the weight of the root cgroup.
9072          */
9073         if (!tg->se[0])
9074                 return -EINVAL;
9075
9076         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9077
9078         mutex_lock(&shares_mutex);
9079         if (tg->shares == shares)
9080                 goto done;
9081
9082         tg->shares = shares;
9083         for_each_possible_cpu(i) {
9084                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9085                 struct sched_entity *se;
9086
9087                 se = tg->se[i];
9088                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9089                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9090                 for_each_sched_entity(se)
9091                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9092                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9093         }
9094
9095 done:
9096         mutex_unlock(&shares_mutex);
9097         return 0;
9098 }
9099
9100 unsigned long sched_group_shares(struct task_group *tg)
9101 {
9102         return tg->shares;
9103 }
9104 #endif
9105
9106 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
9107 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
9108 {
9109         if (runtime == RUNTIME_INF)
9110                 return 1ULL << 20;
9111
9112         return div64_u64(runtime << 20, period);
9113 }
9114 #endif
9115
9116 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9117 /*
9118  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
9119  */
9120 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
9121
9122 /* Must be called with tasklist_lock held */
9123 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
9124 {
9125         struct task_struct *g, *p;
9126
9127         /*
9128          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
9129          */
9130         if (task_group_is_autogroup(tg))
9131                 return 0;
9132
9133         do_each_thread(g, p) {
9134                 if (rt_task(p) && rt_rq_of_se(&p->rt)->tg == tg)
9135                         return 1;
9136         } while_each_thread(g, p);
9137
9138         return 0;
9139 }
9140
9141 struct rt_schedulable_data {
9142         struct task_group *tg;
9143         u64 rt_period;
9144         u64 rt_runtime;
9145 };
9146
9147 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
9148 {
9149         struct rt_schedulable_data *d = data;
9150         struct task_group *child;
9151         unsigned long total, sum = 0;
9152         u64 period, runtime;
9153
9154         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9155         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9156
9157         if (tg == d->tg) {
9158                 period = d->rt_period;
9159                 runtime = d->rt_runtime;
9160         }
9161
9162         /*
9163          * Cannot have more runtime than the period.
9164          */
9165         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9166                 return -EINVAL;
9167
9168         /*
9169          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
9170          */
9171         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
9172                 return -EBUSY;
9173
9174         total = to_ratio(period, runtime);
9175
9176         /*
9177          * Nobody can have more than the global setting allows.
9178          */
9179         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
9180                 return -EINVAL;
9181
9182         /*
9183          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
9184          */
9185         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
9186                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
9187                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
9188
9189                 if (child == d->tg) {
9190                         period = d->rt_period;
9191                         runtime = d->rt_runtime;
9192                 }
9193
9194                 sum += to_ratio(period, runtime);
9195         }
9196
9197         if (sum > total)
9198                 return -EINVAL;
9199
9200         return 0;
9201 }
9202
9203 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
9204 {
9205         int ret;
9206
9207         struct rt_schedulable_data data = {
9208                 .tg = tg,
9209                 .rt_period = period,
9210                 .rt_runtime = runtime,
9211         };
9212
9213         rcu_read_lock();
9214         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
9215         rcu_read_unlock();
9216
9217         return ret;
9218 }
9219
9220 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
9221                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
9222 {
9223         int i, err = 0;
9224
9225         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9226         read_lock(&tasklist_lock);
9227         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
9228         if (err)
9229                 goto unlock;
9230
9231         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9232         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
9233         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
9234
9235         for_each_possible_cpu(i) {
9236                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
9237
9238                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9239                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
9240                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9241         }
9242         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9243 unlock:
9244         read_unlock(&tasklist_lock);
9245         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9246
9247         return err;
9248 }
9249
9250 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
9251 {
9252         u64 rt_runtime, rt_period;
9253
9254         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9255         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
9256         if (rt_runtime_us < 0)
9257                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
9258
9259         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9260 }
9261
9262 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
9263 {
9264         u64 rt_runtime_us;
9265
9266         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
9267                 return -1;
9268
9269         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9270         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
9271         return rt_runtime_us;
9272 }
9273
9274 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
9275 {
9276         u64 rt_runtime, rt_period;
9277
9278         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
9279         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9280
9281         if (rt_period == 0)
9282                 return -EINVAL;
9283
9284         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9285 }
9286
9287 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
9288 {
9289         u64 rt_period_us;
9290
9291         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9292         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
9293         return rt_period_us;
9294 }
9295
9296 static int sched_rt_global_constraints(void)
9297 {
9298         u64 runtime, period;
9299         int ret = 0;
9300
9301         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9302                 return -EINVAL;
9303
9304         runtime = global_rt_runtime();
9305         period = global_rt_period();
9306
9307         /*
9308          * Sanity check on the sysctl variables.
9309          */
9310         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9311                 return -EINVAL;
9312
9313         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9314         read_lock(&tasklist_lock);
9315         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
9316         read_unlock(&tasklist_lock);
9317         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9318
9319         return ret;
9320 }
9321
9322 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
9323 {
9324         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
9325         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
9326                 return 0;
9327
9328         return 1;
9329 }
9330
9331 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9332 static int sched_rt_global_constraints(void)
9333 {
9334         unsigned long flags;
9335         int i;
9336
9337         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9338                 return -EINVAL;
9339
9340         /*
9341          * There's always some RT tasks in the root group
9342          * -- migration, kstopmachine etc..
9343          */
9344         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
9345                 return -EBUSY;
9346
9347         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9348         for_each_possible_cpu(i) {
9349                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
9350
9351                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9352                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
9353                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9354         }
9355         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9356
9357         return 0;
9358 }
9359 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9360
9361 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
9362                 void __user *buffer, size_t *lenp,
9363                 loff_t *ppos)
9364 {
9365         int ret;
9366         int old_period, old_runtime;
9367         static DEFINE_MUTEX(mutex);
9368
9369         mutex_lock(&mutex);
9370         old_period = sysctl_sched_rt_period;
9371         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
9372
9373         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
9374
9375         if (!ret && write) {
9376                 ret = sched_rt_global_constraints();
9377                 if (ret) {
9378                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
9379                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
9380                 } else {
9381                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
9382                         def_rt_bandwidth.rt_period =
9383                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
9384                 }
9385         }
9386         mutex_unlock(&mutex);
9387
9388         return ret;
9389 }
9390
9391 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9392
9393 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
9394 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
9395 {
9396         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
9397                             struct task_group, css);
9398 }
9399
9400 static struct cgroup_subsys_state *
9401 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9402 {
9403         struct task_group *tg, *parent;
9404
9405         if (!cgrp->parent) {
9406                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9407                 return &root_task_group.css;
9408         }
9409
9410         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
9411         tg = sched_create_group(parent);
9412         if (IS_ERR(tg))
9413                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9414
9415         return &tg->css;
9416 }
9417
9418 static void
9419 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9420 {
9421         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9422
9423         sched_destroy_group(tg);
9424 }
9425
9426 static int
9427 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9428 {
9429 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9430         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
9431                 return -EINVAL;
9432 #else
9433         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
9434         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
9435                 return -EINVAL;
9436 #endif
9437         return 0;
9438 }
9439
9440 static void
9441 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9442 {
9443         sched_move_task(tsk);
9444 }
9445
9446 static void
9447 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9448                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
9449 {
9450         /*
9451          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
9452          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
9453          * trying to poke a half freed task state from generic code.
9454          */
9455         if (!(task->flags & PF_EXITING))
9456                 return;
9457
9458         sched_move_task(task);
9459 }
9460
9461 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9462 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9463                                 u64 shareval)
9464 {
9465         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
9466 }
9467
9468 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9469 {
9470         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9471
9472         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9473 }
9474
9475 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9476 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9477
9478 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9479 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9480
9481 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9482
9483 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9484 {
9485         int i, ret = 0, runtime_enabled;
9486         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9487
9488         if (tg == &root_task_group)
9489                 return -EINVAL;
9490
9491         /*
9492          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9493          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9494          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9495          */
9496         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9497                 return -EINVAL;
9498
9499         /*
9500          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
9501          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9502          * feasibility.
9503          */
9504         if (period > max_cfs_quota_period)
9505                 return -EINVAL;
9506
9507         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9508         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9509         if (ret)
9510                 goto out_unlock;
9511
9512         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9513         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9514         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9515         cfs_b->quota = quota;
9516
9517         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9518         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
9519         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
9520                 /* force a reprogram */
9521                 cfs_b->timer_active = 0;
9522                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9523         }
9524         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9525
9526         for_each_possible_cpu(i) {
9527                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9528                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9529
9530                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9531                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9532                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9533
9534                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9535                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9536                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9537         }
9538 out_unlock:
9539         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9540
9541         return ret;
9542 }
9543
9544 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9545 {
9546         u64 quota, period;
9547
9548         period = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9549         if (cfs_quota_us < 0)
9550                 quota = RUNTIME_INF;
9551         else
9552                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9553
9554         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9555 }
9556
9557 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9558 {
9559         u64 quota_us;
9560
9561         if (tg_cfs_bandwidth(tg)->quota == RUNTIME_INF)
9562                 return -1;
9563
9564         quota_us = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9565         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9566
9567         return quota_us;
9568 }
9569
9570 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9571 {
9572         u64 quota, period;
9573
9574         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9575         quota = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9576
9577         if (period <= 0)
9578                 return -EINVAL;
9579
9580         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9581 }
9582
9583 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9584 {
9585         u64 cfs_period_us;
9586
9587         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9588         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9589
9590         return cfs_period_us;
9591 }
9592
9593 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9594 {
9595         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
9596 }
9597
9598 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9599                                 s64 cfs_quota_us)
9600 {
9601         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
9602 }
9603
9604 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9605 {
9606         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
9607 }
9608
9609 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9610                                 u64 cfs_period_us)
9611 {
9612         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
9613 }
9614
9615 struct cfs_schedulable_data {
9616         struct task_group *tg;
9617         u64 period, quota;
9618 };
9619
9620 /*
9621  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9622  * note: units are usecs
9623  */
9624 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9625                                struct cfs_schedulable_data *d)
9626 {
9627         u64 quota, period;
9628
9629         if (tg == d->tg) {
9630                 period = d->period;
9631                 quota = d->quota;
9632         } else {
9633                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9634                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9635         }
9636
9637         /* note: these should typically be equivalent */
9638         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9639                 return RUNTIME_INF;
9640
9641         return to_ratio(period, quota);
9642 }
9643
9644 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9645 {
9646         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9647         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9648         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9649
9650         if (!tg->parent) {
9651                 quota = RUNTIME_INF;
9652         } else {
9653                 struct cfs_bandwidth *parent_b = tg_cfs_bandwidth(tg->parent);
9654
9655                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
9656                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
9657
9658                 /*
9659                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
9660                  * limit is set
9661                  */
9662                 if (quota == RUNTIME_INF)
9663                         quota = parent_quota;
9664                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
9665                         return -EINVAL;
9666         }
9667         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
9668
9669         return 0;
9670 }
9671
9672 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9673 {
9674         int ret;
9675         struct cfs_schedulable_data data = {
9676                 .tg = tg,
9677                 .period = period,
9678                 .quota = quota,
9679         };
9680
9681         if (quota != RUNTIME_INF) {
9682                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
9683                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
9684         }
9685
9686         rcu_read_lock();
9687         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
9688         rcu_read_unlock();
9689
9690         return ret;
9691 }
9692
9693 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9694                 struct cgroup_map_cb *cb)
9695 {
9696         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9697         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9698
9699         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
9700         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
9701         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
9702
9703         return 0;
9704 }
9705 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
9706 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9707
9708 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9709 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9710                                 s64 val)
9711 {
9712         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
9713 }
9714
9715 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9716 {
9717         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
9718 }
9719
9720 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9721                 u64 rt_period_us)
9722 {
9723         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
9724 }
9725
9726 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9727 {
9728         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
9729 }
9730 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9731
9732 static struct cftype cpu_files[] = {
9733 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9734         {
9735                 .name = "shares",
9736                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9737                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9738         },
9739 #endif
9740 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9741         {
9742                 .name = "cfs_quota_us",
9743                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
9744                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
9745         },
9746         {
9747                 .name = "cfs_period_us",
9748                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
9749                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
9750         },
9751         {
9752                 .name = "stat",
9753                 .read_map = cpu_stats_show,
9754         },
9755 #endif
9756 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9757         {
9758                 .name = "rt_runtime_us",
9759                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9760                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9761         },
9762         {
9763                 .name = "rt_period_us",
9764                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9765                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9766         },
9767 #endif
9768 };
9769
9770 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
9771 {
9772         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
9773 }
9774
9775 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
9776         .name           = "cpu",
9777         .create         = cpu_cgroup_create,
9778         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
9779         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
9780         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
9781         .exit           = cpu_cgroup_exit,
9782         .populate       = cpu_cgroup_populate,
9783         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
9784         .early_init     = 1,
9785 };
9786
9787 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9788
9789 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
9790
9791 /*
9792  * CPU accounting code for task groups.
9793  *
9794  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
9795  * (balbir@in.ibm.com).
9796  */
9797
9798 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
9799 struct cpuacct {
9800         struct cgroup_subsys_state css;
9801         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
9802         u64 __percpu *cpuusage;
9803         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
9804         struct cpuacct *parent;
9805 };
9806
9807 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
9808
9809 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
9810 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
9811 {
9812         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
9813                             struct cpuacct, css);
9814 }
9815
9816 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
9817 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
9818 {
9819         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
9820                             struct cpuacct, css);
9821 }
9822
9823 /* create a new cpu accounting group */
9824 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
9825         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9826 {
9827         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
9828         int i;
9829
9830         if (!ca)
9831                 goto out;
9832
9833         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
9834         if (!ca->cpuusage)
9835                 goto out_free_ca;
9836
9837         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9838                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
9839                         goto out_free_counters;
9840
9841         if (cgrp->parent)
9842                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
9843
9844         return &ca->css;
9845
9846 out_free_counters:
9847         while (--i >= 0)
9848                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9849         free_percpu(ca->cpuusage);
9850 out_free_ca:
9851         kfree(ca);
9852 out:
9853         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9854 }
9855
9856 /* destroy an existing cpu accounting group */
9857 static void
9858 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9859 {
9860         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9861         int i;
9862
9863         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9864                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9865         free_percpu(ca->cpuusage);
9866         kfree(ca);
9867 }
9868
9869 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
9870 {
9871         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9872         u64 data;
9873
9874 #ifndef CONFIG_64BIT
9875         /*
9876          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
9877          */
9878         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9879         data = *cpuusage;
9880         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9881 #else
9882         data = *cpuusage;
9883 #endif
9884
9885         return data;
9886 }
9887
9888 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
9889 {
9890         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9891
9892 #ifndef CONFIG_64BIT
9893         /*
9894          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
9895          */
9896         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9897         *cpuusage = val;
9898         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9899 #else
9900         *cpuusage = val;
9901 #endif
9902 }
9903
9904 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
9905 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9906 {
9907         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9908         u64 totalcpuusage = 0;
9909         int i;
9910
9911         for_each_present_cpu(i)
9912                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9913
9914         return totalcpuusage;
9915 }
9916
9917 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9918                                                                 u64 reset)
9919 {
9920         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9921         int err = 0;
9922         int i;
9923
9924         if (reset) {
9925                 err = -EINVAL;
9926                 goto out;
9927         }
9928
9929         for_each_present_cpu(i)
9930                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
9931
9932 out:
9933         return err;
9934 }
9935
9936 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
9937                                    struct seq_file *m)
9938 {
9939         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
9940         u64 percpu;
9941         int i;
9942
9943         for_each_present_cpu(i) {
9944                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9945                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
9946         }
9947         seq_printf(m, "\n");
9948         return 0;
9949 }
9950
9951 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
9952         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
9953         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
9954 };
9955
9956 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9957                 struct cgroup_map_cb *cb)
9958 {
9959         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9960         int i;
9961
9962         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
9963                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
9964                 val = cputime64_to_clock_t(val);
9965                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
9966         }
9967         return 0;
9968 }
9969
9970 static struct cftype files[] = {
9971         {
9972                 .name = "usage",
9973                 .read_u64 = cpuusage_read,
9974                 .write_u64 = cpuusage_write,
9975         },
9976         {
9977                 .name = "usage_percpu",
9978                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
9979         },
9980         {
9981                 .name = "stat",
9982                 .read_map = cpuacct_stats_show,
9983         },
9984 };
9985
9986 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9987 {
9988         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
9989 }
9990
9991 /*
9992  * charge this task's execution time to its accounting group.
9993  *
9994  * called with rq->lock held.
9995  */
9996 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
9997 {
9998         struct cpuacct *ca;
9999         int cpu;
10000
10001         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10002                 return;
10003
10004         cpu = task_cpu(tsk);
10005
10006         rcu_read_lock();
10007
10008         ca = task_ca(tsk);
10009
10010         for (; ca; ca = ca->parent) {
10011                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10012                 *cpuusage += cputime;
10013         }
10014
10015         rcu_read_unlock();
10016 }
10017
10018 /*
10019  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
10020  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
10021  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
10022  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
10023  *
10024  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
10025  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
10026  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
10027  */
10028 #ifdef CONFIG_SMP
10029 #define CPUACCT_BATCH   \
10030         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
10031 #else
10032 #define CPUACCT_BATCH   0
10033 #endif
10034
10035 /*
10036  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
10037  */
10038 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
10039                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
10040 {
10041         struct cpuacct *ca;
10042         int batch = CPUACCT_BATCH;
10043
10044         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10045                 return;
10046
10047         rcu_read_lock();
10048         ca = task_ca(tsk);
10049
10050         do {
10051                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
10052                 ca = ca->parent;
10053         } while (ca);
10054         rcu_read_unlock();
10055 }
10056
10057 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
10058         .name = "cpuacct",
10059         .create = cpuacct_create,
10060         .destroy = cpuacct_destroy,
10061         .populate = cpuacct_populate,
10062         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
10063 };
10064 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */