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