91bedc90a1f81d72a184d894d913476cbe7dd0e7
[pandora-kernel.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/debugfs.h>
71 #include <linux/ctype.h>
72 #include <linux/ftrace.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/init_task.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78 #include <asm/mutex.h>
79 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
80 #include <asm/paravirt.h>
81 #endif
82
83 #include "sched_cpupri.h"
84 #include "workqueue_sched.h"
85 #include "sched_autogroup.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 /*
91  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
92  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
93  * and back.
94  */
95 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
96 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
97 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
98
99 /*
100  * 'User priority' is the nice value converted to something we
101  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
102  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
103  */
104 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
105 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
106 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
107
108 /*
109  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
110  */
111 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
112
113 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
114 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
115
116 /*
117  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
118  *
119  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
120  * Timeslices get refilled after they expire.
121  */
122 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
123
124 /*
125  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
126  */
127 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
128
129 static inline int rt_policy(int policy)
130 {
131         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
132                 return 1;
133         return 0;
134 }
135
136 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
137 {
138         return rt_policy(p->policy);
139 }
140
141 /*
142  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
143  */
144 struct rt_prio_array {
145         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
146         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
147 };
148
149 struct rt_bandwidth {
150         /* nests inside the rq lock: */
151         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
152         ktime_t                 rt_period;
153         u64                     rt_runtime;
154         struct hrtimer          rt_period_timer;
155 };
156
157 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
158
159 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
160
161 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
162 {
163         struct rt_bandwidth *rt_b =
164                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
165         ktime_t now;
166         int overrun;
167         int idle = 0;
168
169         for (;;) {
170                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
171                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
172
173                 if (!overrun)
174                         break;
175
176                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
177         }
178
179         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
180 }
181
182 static
183 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
184 {
185         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
186         rt_b->rt_runtime = runtime;
187
188         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
189
190         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
191                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
192         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
193 }
194
195 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
196 {
197         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
198 }
199
200 static void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
201 {
202         unsigned long delta;
203         ktime_t soft, hard, now;
204
205         for (;;) {
206                 if (hrtimer_active(period_timer))
207                         break;
208
209                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
210                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
211
212                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
213                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
214                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
215                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
216                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
217         }
218 }
219
220 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
221 {
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         start_bandwidth_timer(&rt_b->rt_period_timer, rt_b->rt_period);
230         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
234 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
235 {
236         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
237 }
238 #endif
239
240 /*
241  * sched_domains_mutex serializes calls to init_sched_domains,
242  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
243  */
244 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
245
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247
248 #include <linux/cgroup.h>
249
250 struct cfs_rq;
251
252 static LIST_HEAD(task_groups);
253
254 struct cfs_bandwidth {
255 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
256         raw_spinlock_t lock;
257         ktime_t period;
258         u64 quota, runtime;
259         s64 hierarchal_quota;
260         u64 runtime_expires;
261
262         int idle, timer_active;
263         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
264         struct list_head throttled_cfs_rq;
265
266         /* statistics */
267         int nr_periods, nr_throttled;
268         u64 throttled_time;
269 #endif
270 };
271
272 /* task group related information */
273 struct task_group {
274         struct cgroup_subsys_state css;
275
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277         /* schedulable entities of this group on each cpu */
278         struct sched_entity **se;
279         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
280         struct cfs_rq **cfs_rq;
281         unsigned long shares;
282
283         atomic_t load_weight;
284 #endif
285
286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
287         struct sched_rt_entity **rt_se;
288         struct rt_rq **rt_rq;
289
290         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
291 #endif
292
293         struct rcu_head rcu;
294         struct list_head list;
295
296         struct task_group *parent;
297         struct list_head siblings;
298         struct list_head children;
299
300 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
301         struct autogroup *autogroup;
302 #endif
303
304         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
305 };
306
307 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
308 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
309
310 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
311
312 # define ROOT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
313
314 /*
315  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
316  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
317  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
318  * too large, so as the shares value of a task group.
319  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
320  *  limitation from this.)
321  */
322 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
323 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
324
325 static int root_task_group_load = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
326 #endif
327
328 /* Default task group.
329  *      Every task in system belong to this group at bootup.
330  */
331 struct task_group root_task_group;
332
333 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
334
335 /* CFS-related fields in a runqueue */
336 struct cfs_rq {
337         struct load_weight load;
338         unsigned long nr_running, h_nr_running;
339
340         u64 exec_clock;
341         u64 min_vruntime;
342 #ifndef CONFIG_64BIT
343         u64 min_vruntime_copy;
344 #endif
345
346         struct rb_root tasks_timeline;
347         struct rb_node *rb_leftmost;
348
349         struct list_head tasks;
350         struct list_head *balance_iterator;
351
352         /*
353          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
354          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
355          */
356         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
357
358 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
359         unsigned int nr_spread_over;
360 #endif
361
362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
363         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
364
365         /*
366          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
367          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
368          * (like users, containers etc.)
369          *
370          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
371          * list is used during load balance.
372          */
373         int on_list;
374         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
375         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
376
377 #ifdef CONFIG_SMP
378         /*
379          * the part of load.weight contributed by tasks
380          */
381         unsigned long task_weight;
382
383         /*
384          *   h_load = weight * f(tg)
385          *
386          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
387          * this group.
388          */
389         unsigned long h_load;
390
391         /*
392          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
393          *
394          * load_stamp is the last time we updated the load average
395          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
396          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
397          */
398         u64 load_avg;
399         u64 load_period;
400         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
401
402         unsigned long load_contribution;
403 #endif
404 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
405         int runtime_enabled;
406         u64 runtime_expires;
407         s64 runtime_remaining;
408
409         u64 throttled_timestamp;
410         int throttled, throttle_count;
411         struct list_head throttled_list;
412 #endif
413 #endif
414 };
415
416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
417 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
418 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
419 {
420         return &tg->cfs_bandwidth;
421 }
422
423 static inline u64 default_cfs_period(void);
424 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
425 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
426
427 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
428 {
429         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
430                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
431         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
432
433         return HRTIMER_NORESTART;
434 }
435
436 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
437 {
438         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
439                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
440         ktime_t now;
441         int overrun;
442         int idle = 0;
443
444         for (;;) {
445                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
446                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
447
448                 if (!overrun)
449                         break;
450
451                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
452         }
453
454         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
455 }
456
457 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
458 {
459         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
460         cfs_b->runtime = 0;
461         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
462         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
463
464         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
465         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
466         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
467         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
468         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
469 }
470
471 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
474         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
475 }
476
477 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
478 static void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
479 {
480         /*
481          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
482          * period or because we're racing with the tear-down path
483          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
484          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
485          */
486         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
487                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
488                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
489                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
490
491                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
492                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
493                 if (cfs_b->timer_active)
494                         return;
495         }
496
497         cfs_b->timer_active = 1;
498         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
499 }
500
501 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
502 {
503         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
504         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
505 }
506 #else
507 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
508 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
509 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
510
511 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
512 {
513         return NULL;
514 }
515 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
516 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
517
518 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
519 struct rt_rq {
520         struct rt_prio_array active;
521         unsigned long rt_nr_running;
522 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
523         struct {
524                 int curr; /* highest queued rt task prio */
525 #ifdef CONFIG_SMP
526                 int next; /* next highest */
527 #endif
528         } highest_prio;
529 #endif
530 #ifdef CONFIG_SMP
531         unsigned long rt_nr_migratory;
532         unsigned long rt_nr_total;
533         int overloaded;
534         struct plist_head pushable_tasks;
535 #endif
536         int rt_throttled;
537         u64 rt_time;
538         u64 rt_runtime;
539         /* Nests inside the rq lock: */
540         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
541
542 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
543         unsigned long rt_nr_boosted;
544
545         struct rq *rq;
546         struct list_head leaf_rt_rq_list;
547         struct task_group *tg;
548 #endif
549 };
550
551 #ifdef CONFIG_SMP
552
553 /*
554  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
555  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
556  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
557  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
558  * object.
559  *
560  */
561 struct root_domain {
562         atomic_t refcount;
563         atomic_t rto_count;
564         struct rcu_head rcu;
565         cpumask_var_t span;
566         cpumask_var_t online;
567
568         /*
569          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
570          * one runnable RT task.
571          */
572         cpumask_var_t rto_mask;
573         struct cpupri cpupri;
574 };
575
576 /*
577  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
578  * members (mimicking the global state we have today).
579  */
580 static struct root_domain def_root_domain;
581
582 #endif /* CONFIG_SMP */
583
584 /*
585  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
586  *
587  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
588  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
589  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
590  */
591 struct rq {
592         /* runqueue lock: */
593         raw_spinlock_t lock;
594
595         /*
596          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
597          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
598          */
599         unsigned long nr_running;
600         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
601         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
602         unsigned long last_load_update_tick;
603 #ifdef CONFIG_NO_HZ
604         u64 nohz_stamp;
605         unsigned char nohz_balance_kick;
606 #endif
607         int skip_clock_update;
608
609         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
610         struct load_weight load;
611         unsigned long nr_load_updates;
612         u64 nr_switches;
613
614         struct cfs_rq cfs;
615         struct rt_rq rt;
616
617 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
618         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
619         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
620 #endif
621 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
622         struct list_head leaf_rt_rq_list;
623 #endif
624
625         /*
626          * This is part of a global counter where only the total sum
627          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
628          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
629          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
630          */
631         unsigned long nr_uninterruptible;
632
633         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
634         unsigned long next_balance;
635         struct mm_struct *prev_mm;
636
637         u64 clock;
638         u64 clock_task;
639
640         atomic_t nr_iowait;
641
642 #ifdef CONFIG_SMP
643         struct root_domain *rd;
644         struct sched_domain *sd;
645
646         unsigned long cpu_power;
647
648         unsigned char idle_balance;
649         /* For active balancing */
650         int post_schedule;
651         int active_balance;
652         int push_cpu;
653         struct cpu_stop_work active_balance_work;
654         /* cpu of this runqueue: */
655         int cpu;
656         int online;
657
658         u64 rt_avg;
659         u64 age_stamp;
660         u64 idle_stamp;
661         u64 avg_idle;
662 #endif
663
664 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
665         u64 prev_irq_time;
666 #endif
667 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
668         u64 prev_steal_time;
669 #endif
670 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
671         u64 prev_steal_time_rq;
672 #endif
673
674         /* calc_load related fields */
675         unsigned long calc_load_update;
676         long calc_load_active;
677
678 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
679 #ifdef CONFIG_SMP
680         int hrtick_csd_pending;
681         struct call_single_data hrtick_csd;
682 #endif
683         struct hrtimer hrtick_timer;
684 #endif
685
686 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
687         /* latency stats */
688         struct sched_info rq_sched_info;
689         unsigned long long rq_cpu_time;
690         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
691
692         /* sys_sched_yield() stats */
693         unsigned int yld_count;
694
695         /* schedule() stats */
696         unsigned int sched_switch;
697         unsigned int sched_count;
698         unsigned int sched_goidle;
699
700         /* try_to_wake_up() stats */
701         unsigned int ttwu_count;
702         unsigned int ttwu_local;
703 #endif
704
705 #ifdef CONFIG_SMP
706         struct llist_head wake_list;
707 #endif
708 };
709
710 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
711
712
713 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
714
715 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
716 {
717 #ifdef CONFIG_SMP
718         return rq->cpu;
719 #else
720         return 0;
721 #endif
722 }
723
724 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
725         rcu_dereference_check((p), \
726                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
727
728 /*
729  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
730  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
731  *
732  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
733  * preempt-disabled sections.
734  */
735 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
736         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
737
738 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
739 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
740 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
741 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
742 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
743
744 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
745
746 /*
747  * Return the group to which this tasks belongs.
748  *
749  * We cannot use task_subsys_state() and friends because the cgroup
750  * subsystem changes that value before the cgroup_subsys::attach() method
751  * is called, therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
752  *
753  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
754  * core changes this before calling sched_move_task().
755  *
756  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
757  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
758  */
759 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
760 {
761         return p->sched_task_group;
762 }
763
764 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
765 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
766 {
767 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
768         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
769         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
770 #endif
771
772 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
773         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
774         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
775 #endif
776 }
777
778 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
779
780 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
781 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
782 {
783         return NULL;
784 }
785
786 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
787
788 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
789
790 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
791 {
792         s64 delta;
793
794         if (rq->skip_clock_update > 0)
795                 return;
796
797         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
798         rq->clock += delta;
799         update_rq_clock_task(rq, delta);
800 }
801
802 /*
803  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
804  */
805 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
806 # define const_debug __read_mostly
807 #else
808 # define const_debug static const
809 #endif
810
811 /**
812  * runqueue_is_locked - Returns true if the current cpu runqueue is locked
813  * @cpu: the processor in question.
814  *
815  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
816  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
817  */
818 int runqueue_is_locked(int cpu)
819 {
820         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
821 }
822
823 /*
824  * Debugging: various feature bits
825  */
826
827 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
828         __SCHED_FEAT_##name ,
829
830 enum {
831 #include "sched_features.h"
832 };
833
834 #undef SCHED_FEAT
835
836 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
837         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
838
839 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
840 #include "sched_features.h"
841         0;
842
843 #undef SCHED_FEAT
844
845 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
846 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
847         #name ,
848
849 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
850 #include "sched_features.h"
851         NULL
852 };
853
854 #undef SCHED_FEAT
855
856 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
857 {
858         int i;
859
860         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
861                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
862                         seq_puts(m, "NO_");
863                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
864         }
865         seq_puts(m, "\n");
866
867         return 0;
868 }
869
870 static ssize_t
871 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
872                 size_t cnt, loff_t *ppos)
873 {
874         char buf[64];
875         char *cmp;
876         int neg = 0;
877         int i;
878
879         if (cnt > 63)
880                 cnt = 63;
881
882         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
883                 return -EFAULT;
884
885         buf[cnt] = 0;
886         cmp = strstrip(buf);
887
888         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
889                 neg = 1;
890                 cmp += 3;
891         }
892
893         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
894                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
895                         if (neg)
896                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
897                         else
898                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
899                         break;
900                 }
901         }
902
903         if (!sched_feat_names[i])
904                 return -EINVAL;
905
906         *ppos += cnt;
907
908         return cnt;
909 }
910
911 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
912 {
913         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
914 }
915
916 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
917         .open           = sched_feat_open,
918         .write          = sched_feat_write,
919         .read           = seq_read,
920         .llseek         = seq_lseek,
921         .release        = single_release,
922 };
923
924 static __init int sched_init_debug(void)
925 {
926         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
927                         &sched_feat_fops);
928
929         return 0;
930 }
931 late_initcall(sched_init_debug);
932
933 #endif
934
935 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
936
937 /*
938  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
939  * Limited because this is done with IRQs disabled.
940  */
941 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
942
943 /*
944  * period over which we average the RT time consumption, measured
945  * in ms.
946  *
947  * default: 1s
948  */
949 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
950
951 /*
952  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
953  * default: 1s
954  */
955 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
956
957 static __read_mostly int scheduler_running;
958
959 /*
960  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
961  * default: 0.95s
962  */
963 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
964
965 static inline u64 global_rt_period(void)
966 {
967         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
968 }
969
970 static inline u64 global_rt_runtime(void)
971 {
972         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
973                 return RUNTIME_INF;
974
975         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
976 }
977
978 #ifndef prepare_arch_switch
979 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
980 #endif
981 #ifndef finish_arch_switch
982 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
983 #endif
984
985 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
986 {
987         return rq->curr == p;
988 }
989
990 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
991 {
992 #ifdef CONFIG_SMP
993         return p->on_cpu;
994 #else
995         return task_current(rq, p);
996 #endif
997 }
998
999 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1000 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1001 {
1002 #ifdef CONFIG_SMP
1003         /*
1004          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1005          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1006          * here.
1007          */
1008         next->on_cpu = 1;
1009 #endif
1010 }
1011
1012 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1013 {
1014 #ifdef CONFIG_SMP
1015         /*
1016          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1017          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1018          * finished.
1019          *
1020          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1021          */
1022         smp_mb();
1023         prev->on_cpu = 0;
1024 #endif
1025 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1026         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1027         rq->lock.owner = current;
1028 #endif
1029         /*
1030          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1031          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1032          * prev into current:
1033          */
1034         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1035
1036         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1037 }
1038
1039 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1040 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1041 {
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043         /*
1044          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1045          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1046          * here.
1047          */
1048         next->on_cpu = 1;
1049 #endif
1050 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1051         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1052 #else
1053         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1054 #endif
1055 }
1056
1057 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1058 {
1059 #ifdef CONFIG_SMP
1060         /*
1061          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1062          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1063          * finished.
1064          */
1065         smp_wmb();
1066         prev->on_cpu = 0;
1067 #endif
1068 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1069         local_irq_enable();
1070 #endif
1071 }
1072 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1073
1074 /*
1075  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1076  */
1077 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1078         __acquires(rq->lock)
1079 {
1080         struct rq *rq;
1081
1082         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1083
1084         for (;;) {
1085                 rq = task_rq(p);
1086                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1087                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1088                         return rq;
1089                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1095  */
1096 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1097         __acquires(p->pi_lock)
1098         __acquires(rq->lock)
1099 {
1100         struct rq *rq;
1101
1102         for (;;) {
1103                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1104                 rq = task_rq(p);
1105                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1106                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1107                         return rq;
1108                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1109                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1114         __releases(rq->lock)
1115 {
1116         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1117 }
1118
1119 static inline void
1120 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1121         __releases(rq->lock)
1122         __releases(p->pi_lock)
1123 {
1124         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1125         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1130  */
1131 static struct rq *this_rq_lock(void)
1132         __acquires(rq->lock)
1133 {
1134         struct rq *rq;
1135
1136         local_irq_disable();
1137         rq = this_rq();
1138         raw_spin_lock(&rq->lock);
1139
1140         return rq;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1144 /*
1145  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1146  *
1147  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1148  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1149  * reschedule event.
1150  *
1151  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1152  * rq->lock.
1153  */
1154
1155 /*
1156  * Use hrtick when:
1157  *  - enabled by features
1158  *  - hrtimer is actually high res
1159  */
1160 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1161 {
1162         if (!sched_feat(HRTICK))
1163                 return 0;
1164         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1165                 return 0;
1166         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1167 }
1168
1169 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1170 {
1171         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1172                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * High-resolution timer tick.
1177  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1178  */
1179 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1180 {
1181         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1182
1183         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1184
1185         raw_spin_lock(&rq->lock);
1186         update_rq_clock(rq);
1187         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1188         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1189
1190         return HRTIMER_NORESTART;
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_SMP
1194 /*
1195  * called from hardirq (IPI) context
1196  */
1197 static void __hrtick_start(void *arg)
1198 {
1199         struct rq *rq = arg;
1200
1201         raw_spin_lock(&rq->lock);
1202         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1203         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1204         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Called to set the hrtick timer state.
1209  *
1210  * called with rq->lock held and irqs disabled
1211  */
1212 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1213 {
1214         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1215         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1216
1217         hrtimer_set_expires(timer, time);
1218
1219         if (rq == this_rq()) {
1220                 hrtimer_restart(timer);
1221         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1222                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1223                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1224         }
1225 }
1226
1227 static int
1228 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1229 {
1230         int cpu = (int)(long)hcpu;
1231
1232         switch (action) {
1233         case CPU_UP_CANCELED:
1234         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1235         case CPU_DOWN_PREPARE:
1236         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1237         case CPU_DEAD:
1238         case CPU_DEAD_FROZEN:
1239                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1240                 return NOTIFY_OK;
1241         }
1242
1243         return NOTIFY_DONE;
1244 }
1245
1246 static __init void init_hrtick(void)
1247 {
1248         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1249 }
1250 #else
1251 /*
1252  * Called to set the hrtick timer state.
1253  *
1254  * called with rq->lock held and irqs disabled
1255  */
1256 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1257 {
1258         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1259                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1260 }
1261
1262 static inline void init_hrtick(void)
1263 {
1264 }
1265 #endif /* CONFIG_SMP */
1266
1267 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SMP
1270         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1271
1272         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1273         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1274         rq->hrtick_csd.info = rq;
1275 #endif
1276
1277         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1278         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1279 }
1280 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1281 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1282 {
1283 }
1284
1285 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1286 {
1287 }
1288
1289 static inline void init_hrtick(void)
1290 {
1291 }
1292 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1293
1294 /*
1295  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1296  *
1297  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1298  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1299  * the target CPU.
1300  */
1301 #ifdef CONFIG_SMP
1302
1303 #ifndef tsk_is_polling
1304 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1305 #endif
1306
1307 static void resched_task(struct task_struct *p)
1308 {
1309         int cpu;
1310
1311         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1312
1313         if (test_tsk_need_resched(p))
1314                 return;
1315
1316         set_tsk_need_resched(p);
1317
1318         cpu = task_cpu(p);
1319         if (cpu == smp_processor_id())
1320                 return;
1321
1322         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1323         smp_mb();
1324         if (!tsk_is_polling(p))
1325                 smp_send_reschedule(cpu);
1326 }
1327
1328 static void resched_cpu(int cpu)
1329 {
1330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1331         unsigned long flags;
1332
1333         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1334                 return;
1335         resched_task(cpu_curr(cpu));
1336         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1337 }
1338
1339 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1340 /*
1341  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
1342  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
1343  *
1344  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1345  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
1346  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1347  */
1348 int get_nohz_timer_target(void)
1349 {
1350         int cpu = smp_processor_id();
1351         int i;
1352         struct sched_domain *sd;
1353
1354         rcu_read_lock();
1355         for_each_domain(cpu, sd) {
1356                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1357                         if (!idle_cpu(i)) {
1358                                 cpu = i;
1359                                 goto unlock;
1360                         }
1361                 }
1362         }
1363 unlock:
1364         rcu_read_unlock();
1365         return cpu;
1366 }
1367 /*
1368  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1369  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1370  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1371  * idle system the next event might even be infinite time into the
1372  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1373  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1374  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1375  * wheel for the next timer event.
1376  */
1377 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1378 {
1379         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1380
1381         if (cpu == smp_processor_id())
1382                 return;
1383
1384         /*
1385          * This is safe, as this function is called with the timer
1386          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1387          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1388          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1389          * timer into account automatically.
1390          */
1391         if (rq->curr != rq->idle)
1392                 return;
1393
1394         /*
1395          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1396          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1397          * idle task through an additional NOOP schedule()
1398          */
1399         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1400
1401         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1402         smp_mb();
1403         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1404                 smp_send_reschedule(cpu);
1405 }
1406
1407 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1408 {
1409         return idle_cpu(smp_processor_id()) && this_rq()->nohz_balance_kick;
1410 }
1411
1412 #else /* CONFIG_NO_HZ */
1413
1414 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1415 {
1416         return false;
1417 }
1418
1419 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1420
1421 static u64 sched_avg_period(void)
1422 {
1423         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1424 }
1425
1426 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1427 {
1428         s64 period = sched_avg_period();
1429
1430         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1431                 /*
1432                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1433                  * optimising this loop into a divmod call.
1434                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1435                  */
1436                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
1437                 rq->age_stamp += period;
1438                 rq->rt_avg /= 2;
1439         }
1440 }
1441
1442 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1443 {
1444         rq->rt_avg += rt_delta;
1445         sched_avg_update(rq);
1446 }
1447
1448 #else /* !CONFIG_SMP */
1449 static void resched_task(struct task_struct *p)
1450 {
1451         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1452         set_tsk_need_resched(p);
1453 }
1454
1455 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1456 {
1457 }
1458
1459 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1460 {
1461 }
1462 #endif /* CONFIG_SMP */
1463
1464 #if BITS_PER_LONG == 32
1465 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1466 #else
1467 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1468 #endif
1469
1470 #define WMULT_SHIFT     32
1471
1472 /*
1473  * Shift right and round:
1474  */
1475 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1476
1477 /*
1478  * delta *= weight / lw
1479  */
1480 static unsigned long
1481 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1482                 struct load_weight *lw)
1483 {
1484         u64 tmp;
1485
1486         /*
1487          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
1488          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
1489          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
1490          */
1491         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
1492                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
1493         else
1494                 tmp = (u64)delta_exec;
1495
1496         if (!lw->inv_weight) {
1497                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
1498
1499                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
1500                         lw->inv_weight = 1;
1501                 else if (unlikely(!w))
1502                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
1503                 else
1504                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1509          */
1510         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1511                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1512                         WMULT_SHIFT/2);
1513         else
1514                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1515
1516         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1517 }
1518
1519 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1520 {
1521         lw->weight += inc;
1522         lw->inv_weight = 0;
1523 }
1524
1525 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1526 {
1527         lw->weight -= dec;
1528         lw->inv_weight = 0;
1529 }
1530
1531 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
1532 {
1533         lw->weight = w;
1534         lw->inv_weight = 0;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1539  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1540  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1541  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1542  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1543  * slice expiry etc.
1544  */
1545
1546 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1547 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1548
1549 /*
1550  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1551  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1552  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1553  * that remained on nice 0.
1554  *
1555  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1556  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1557  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1558  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1559  * the relative distance between them is ~25%.)
1560  */
1561 static const int prio_to_weight[40] = {
1562  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1563  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1564  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1565  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1566  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1567  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1568  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1569  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1570 };
1571
1572 /*
1573  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1574  *
1575  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1576  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1577  * into multiplications:
1578  */
1579 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1580  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1581  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1582  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1583  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1584  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1585  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1586  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1587  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1588 };
1589
1590 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1591 enum cpuacct_stat_index {
1592         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1593         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1594
1595         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1596 };
1597
1598 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1599 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1600 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1601                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1602 #else
1603 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1604 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1605                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1606 #endif
1607
1608 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1609 {
1610         update_load_add(&rq->load, load);
1611 }
1612
1613 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1614 {
1615         update_load_sub(&rq->load, load);
1616 }
1617
1618 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1619                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1620 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1621
1622 /*
1623  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1624  * node and @up when leaving it for the final time.
1625  *
1626  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1627  */
1628 static int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1629                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1630 {
1631         struct task_group *parent, *child;
1632         int ret;
1633
1634         parent = from;
1635
1636 down:
1637         ret = (*down)(parent, data);
1638         if (ret)
1639                 goto out;
1640         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1641                 parent = child;
1642                 goto down;
1643
1644 up:
1645                 continue;
1646         }
1647         ret = (*up)(parent, data);
1648         if (ret || parent == from)
1649                 goto out;
1650
1651         child = parent;
1652         parent = parent->parent;
1653         if (parent)
1654                 goto up;
1655 out:
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1661  * leaving it for the final time.
1662  *
1663  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1664  */
1665
1666 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1667 {
1668         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
1669 }
1670
1671 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1672 {
1673         return 0;
1674 }
1675 #endif
1676
1677 #ifdef CONFIG_SMP
1678 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1679 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1680 {
1681         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1686  * according to the scheduling class and "nice" value.
1687  *
1688  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1689  * balance conservatively.
1690  */
1691 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1692 {
1693         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1694         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1695
1696         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1697                 return total;
1698
1699         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1704  * according to the scheduling class and "nice" value.
1705  */
1706 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1707 {
1708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1709         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1710
1711         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1712                 return total;
1713
1714         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1715 }
1716
1717 static unsigned long power_of(int cpu)
1718 {
1719         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
1720 }
1721
1722 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1723
1724 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1725 {
1726         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1727         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1728
1729         if (nr_running)
1730                 return rq->load.weight / nr_running;
1731
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1736
1737 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1738
1739 /*
1740  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1741  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1742  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1743  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1744  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1745  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1746  */
1747 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1748         __releases(this_rq->lock)
1749         __acquires(busiest->lock)
1750         __acquires(this_rq->lock)
1751 {
1752         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1753         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1754
1755         return 1;
1756 }
1757
1758 #else
1759 /*
1760  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1761  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1762  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1763  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1764  * regardless of entry order into the function.
1765  */
1766 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1767         __releases(this_rq->lock)
1768         __acquires(busiest->lock)
1769         __acquires(this_rq->lock)
1770 {
1771         int ret = 0;
1772
1773         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1774                 if (busiest < this_rq) {
1775                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1776                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1777                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1778                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1779                         ret = 1;
1780                 } else
1781                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1782                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1783         }
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1788
1789 /*
1790  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1791  */
1792 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1793 {
1794         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1795                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1796                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1797                 BUG_ON(1);
1798         }
1799
1800         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1801 }
1802
1803 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1804         __releases(busiest->lock)
1805 {
1806         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1807         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1812  *
1813  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1814  * you need to do so manually before calling.
1815  */
1816 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1817         __acquires(rq1->lock)
1818         __acquires(rq2->lock)
1819 {
1820         BUG_ON(!irqs_disabled());
1821         if (rq1 == rq2) {
1822                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1823                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1824         } else {
1825                 if (rq1 < rq2) {
1826                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1827                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1828                 } else {
1829                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1830                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1831                 }
1832         }
1833 }
1834
1835 /*
1836  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1837  *
1838  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1839  * you need to do so manually after calling.
1840  */
1841 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1842         __releases(rq1->lock)
1843         __releases(rq2->lock)
1844 {
1845         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1846         if (rq1 != rq2)
1847                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1848         else
1849                 __release(rq2->lock);
1850 }
1851
1852 #else /* CONFIG_SMP */
1853
1854 /*
1855  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1856  *
1857  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1858  * you need to do so manually before calling.
1859  */
1860 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1861         __acquires(rq1->lock)
1862         __acquires(rq2->lock)
1863 {
1864         BUG_ON(!irqs_disabled());
1865         BUG_ON(rq1 != rq2);
1866         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1867         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1868 }
1869
1870 /*
1871  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1872  *
1873  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1874  * you need to do so manually after calling.
1875  */
1876 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1877         __releases(rq1->lock)
1878         __releases(rq2->lock)
1879 {
1880         BUG_ON(rq1 != rq2);
1881         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1882         __release(rq2->lock);
1883 }
1884
1885 #endif
1886
1887 static void update_sysctl(void);
1888 static int get_update_sysctl_factor(void);
1889 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1890
1891 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1892 {
1893         set_task_rq(p, cpu);
1894 #ifdef CONFIG_SMP
1895         /*
1896          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1897          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1898          * per-task data have been completed by this moment.
1899          */
1900         smp_wmb();
1901         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1902 #endif
1903 }
1904
1905 static const struct sched_class rt_sched_class;
1906
1907 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1908 #define for_each_class(class) \
1909    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1910
1911 #include "sched_stats.h"
1912
1913 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1914 {
1915         rq->nr_running++;
1916 }
1917
1918 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1919 {
1920         rq->nr_running--;
1921 }
1922
1923 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1924 {
1925         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1926         struct load_weight *load = &p->se.load;
1927
1928         /*
1929          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1930          */
1931         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1932                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1933                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1934                 return;
1935         }
1936
1937         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
1938         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
1939 }
1940
1941 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1942 {
1943         update_rq_clock(rq);
1944         sched_info_queued(p);
1945         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1946 }
1947
1948 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1949 {
1950         update_rq_clock(rq);
1951         sched_info_dequeued(p);
1952         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * activate_task - move a task to the runqueue.
1957  */
1958 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1959 {
1960         if (task_contributes_to_load(p))
1961                 rq->nr_uninterruptible--;
1962
1963         enqueue_task(rq, p, flags);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1968  */
1969 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1970 {
1971         if (task_contributes_to_load(p))
1972                 rq->nr_uninterruptible++;
1973
1974         dequeue_task(rq, p, flags);
1975 }
1976
1977 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1978
1979 /*
1980  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
1981  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
1982  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
1983  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
1984  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
1985  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
1986  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
1987  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
1988  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
1989  */
1990 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1991 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1992
1993 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
1994 static int sched_clock_irqtime;
1995
1996 void enable_sched_clock_irqtime(void)
1997 {
1998         sched_clock_irqtime = 1;
1999 }
2000
2001 void disable_sched_clock_irqtime(void)
2002 {
2003         sched_clock_irqtime = 0;
2004 }
2005
2006 #ifndef CONFIG_64BIT
2007 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
2008
2009 static inline void irq_time_write_begin(void)
2010 {
2011         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2012         smp_wmb();
2013 }
2014
2015 static inline void irq_time_write_end(void)
2016 {
2017         smp_wmb();
2018         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2019 }
2020
2021 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2022 {
2023         u64 irq_time;
2024         unsigned seq;
2025
2026         do {
2027                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
2028                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
2029                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2030         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
2031
2032         return irq_time;
2033 }
2034 #else /* CONFIG_64BIT */
2035 static inline void irq_time_write_begin(void)
2036 {
2037 }
2038
2039 static inline void irq_time_write_end(void)
2040 {
2041 }
2042
2043 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2044 {
2045         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2046 }
2047 #endif /* CONFIG_64BIT */
2048
2049 /*
2050  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
2051  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
2052  */
2053 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
2054 {
2055         unsigned long flags;
2056         s64 delta;
2057         int cpu;
2058
2059         if (!sched_clock_irqtime)
2060                 return;
2061
2062         local_irq_save(flags);
2063
2064         cpu = smp_processor_id();
2065         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
2066         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
2067
2068         irq_time_write_begin();
2069         /*
2070          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
2071          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
2072          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
2073          * that do not consume any time, but still wants to run.
2074          */
2075         if (hardirq_count())
2076                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
2077         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
2078                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
2079
2080         irq_time_write_end();
2081         local_irq_restore(flags);
2082 }
2083 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
2084
2085 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2086
2087 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2088 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
2089 {
2090         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
2091                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
2092
2093         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
2094 }
2095 #endif
2096
2097 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
2098 {
2099 /*
2100  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
2101  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
2102  */
2103 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2104         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
2105 #endif
2106 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2107         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
2108
2109         /*
2110          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
2111          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
2112          * {soft,}irq region.
2113          *
2114          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
2115          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
2116          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
2117          * monotonic.
2118          *
2119          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
2120          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
2121          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
2122          * atomic ops.
2123          */
2124         if (irq_delta > delta)
2125                 irq_delta = delta;
2126
2127         rq->prev_irq_time += irq_delta;
2128         delta -= irq_delta;
2129 #endif
2130 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2131         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
2132                 u64 st;
2133
2134                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
2135                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
2136
2137                 if (unlikely(steal > delta))
2138                         steal = delta;
2139
2140                 st = steal_ticks(steal);
2141                 steal = st * TICK_NSEC;
2142
2143                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
2144
2145                 delta -= steal;
2146         }
2147 #endif
2148
2149         rq->clock_task += delta;
2150
2151 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2152         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
2153                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
2154 #endif
2155 }
2156
2157 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2158 static int irqtime_account_hi_update(void)
2159 {
2160         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2161         unsigned long flags;
2162         u64 latest_ns;
2163         int ret = 0;
2164
2165         local_irq_save(flags);
2166         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
2167         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
2168                 ret = 1;
2169         local_irq_restore(flags);
2170         return ret;
2171 }
2172
2173 static int irqtime_account_si_update(void)
2174 {
2175         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2176         unsigned long flags;
2177         u64 latest_ns;
2178         int ret = 0;
2179
2180         local_irq_save(flags);
2181         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
2182         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
2183                 ret = 1;
2184         local_irq_restore(flags);
2185         return ret;
2186 }
2187
2188 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2189
2190 #define sched_clock_irqtime     (0)
2191
2192 #endif
2193
2194 #ifdef CONFIG_SMP
2195 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq);
2196 #endif
2197
2198 #include "sched_idletask.c"
2199 #include "sched_fair.c"
2200 #include "sched_rt.c"
2201 #include "sched_autogroup.c"
2202 #include "sched_stoptask.c"
2203 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2204 # include "sched_debug.c"
2205 #endif
2206
2207 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2208 {
2209         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2210         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2211
2212         if (stop) {
2213                 /*
2214                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2215                  * userspace knows about and won't get confused about.
2216                  *
2217                  * Also, it will make PI more or less work without too
2218                  * much confusion -- but then, stop work should not
2219                  * rely on PI working anyway.
2220                  */
2221                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2222
2223                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2224         }
2225
2226         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2227
2228         if (old_stop) {
2229                 /*
2230                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2231                  * it can die in pieces.
2232                  */
2233                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2234         }
2235 }
2236
2237 /*
2238  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
2239  */
2240 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
2241 {
2242         return p->static_prio;
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2247  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2248  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2249  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2250  * estimator recalculates.
2251  */
2252 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2253 {
2254         int prio;
2255
2256         if (task_has_rt_policy(p))
2257                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2258         else
2259                 prio = __normal_prio(p);
2260         return prio;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2265  * taken into account by the scheduler. This value might
2266  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2267  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2268  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2269  */
2270 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2271 {
2272         p->normal_prio = normal_prio(p);
2273         /*
2274          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2275          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2276          * to the normal priority:
2277          */
2278         if (!rt_prio(p->prio))
2279                 return p->normal_prio;
2280         return p->prio;
2281 }
2282
2283 /**
2284  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2285  * @p: the task in question.
2286  */
2287 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2288 {
2289         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2290 }
2291
2292 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2293                                        const struct sched_class *prev_class,
2294                                        int oldprio)
2295 {
2296         if (prev_class != p->sched_class) {
2297                 if (prev_class->switched_from)
2298                         prev_class->switched_from(rq, p);
2299                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2300         } else if (oldprio != p->prio)
2301                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2302 }
2303
2304 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2305 {
2306         const struct sched_class *class;
2307
2308         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
2309                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2310         } else {
2311                 for_each_class(class) {
2312                         if (class == rq->curr->sched_class)
2313                                 break;
2314                         if (class == p->sched_class) {
2315                                 resched_task(rq->curr);
2316                                 break;
2317                         }
2318                 }
2319         }
2320
2321         /*
2322          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2323          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2324          */
2325         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2326                 rq->skip_clock_update = 1;
2327 }
2328
2329 #ifdef CONFIG_SMP
2330 /*
2331  * Is this task likely cache-hot:
2332  */
2333 static int
2334 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2335 {
2336         s64 delta;
2337
2338         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2339                 return 0;
2340
2341         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
2342                 return 0;
2343
2344         /*
2345          * Buddy candidates are cache hot:
2346          */
2347         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2348                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2349                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2350                 return 1;
2351
2352         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2353                 return 1;
2354         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2355                 return 0;
2356
2357         delta = now - p->se.exec_start;
2358
2359         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2360 }
2361
2362 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2363 {
2364 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2365         /*
2366          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2367          * ttwu() will sort out the placement.
2368          */
2369         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2370                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2371
2372 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2373         /*
2374          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2375          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2376          *
2377          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2378          * see task_group().
2379          *
2380          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2381          * task_rq_lock().
2382          */
2383         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2384                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2385 #endif
2386 #endif
2387
2388         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2389
2390         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2391                 p->se.nr_migrations++;
2392                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
2393         }
2394
2395         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2396 }
2397
2398 struct migration_arg {
2399         struct task_struct *task;
2400         int dest_cpu;
2401 };
2402
2403 static int migration_cpu_stop(void *data);
2404
2405 /*
2406  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2407  *
2408  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2409  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2410  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2411  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2412  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2413  * @p has remained unscheduled the whole time.
2414  *
2415  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2416  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2417  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2418  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2419  * waiting to become inactive.
2420  */
2421 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2422 {
2423         unsigned long flags;
2424         int running, on_rq;
2425         unsigned long ncsw;
2426         struct rq *rq;
2427
2428         for (;;) {
2429                 /*
2430                  * We do the initial early heuristics without holding
2431                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2432                  * the runqueue lock when things look like they will
2433                  * work out!
2434                  */
2435                 rq = task_rq(p);
2436
2437                 /*
2438                  * If the task is actively running on another CPU
2439                  * still, just relax and busy-wait without holding
2440                  * any locks.
2441                  *
2442                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2443                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2444                  * But we don't care, since "task_running()" will
2445                  * return false if the runqueue has changed and p
2446                  * is actually now running somewhere else!
2447                  */
2448                 while (task_running(rq, p)) {
2449                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2450                                 return 0;
2451                         cpu_relax();
2452                 }
2453
2454                 /*
2455                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2456                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2457                  * just go back and repeat.
2458                  */
2459                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2460                 trace_sched_wait_task(p);
2461                 running = task_running(rq, p);
2462                 on_rq = p->on_rq;
2463                 ncsw = 0;
2464                 if (!match_state || p->state == match_state)
2465                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2466                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2467
2468                 /*
2469                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2470                  */
2471                 if (unlikely(!ncsw))
2472                         break;
2473
2474                 /*
2475                  * Was it really running after all now that we
2476                  * checked with the proper locks actually held?
2477                  *
2478                  * Oops. Go back and try again..
2479                  */
2480                 if (unlikely(running)) {
2481                         cpu_relax();
2482                         continue;
2483                 }
2484
2485                 /*
2486                  * It's not enough that it's not actively running,
2487                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2488                  * preempted!
2489                  *
2490                  * So if it was still runnable (but just not actively
2491                  * running right now), it's preempted, and we should
2492                  * yield - it could be a while.
2493                  */
2494                 if (unlikely(on_rq)) {
2495                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
2496
2497                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2498                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2499                         continue;
2500                 }
2501
2502                 /*
2503                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2504                  * runnable, which means that it will never become
2505                  * running in the future either. We're all done!
2506                  */
2507                 break;
2508         }
2509
2510         return ncsw;
2511 }
2512
2513 /***
2514  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2515  * @p: the to-be-kicked thread
2516  *
2517  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2518  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2519  *
2520  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2521  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2522  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2523  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2524  * achieved as well.
2525  */
2526 void kick_process(struct task_struct *p)
2527 {
2528         int cpu;
2529
2530         preempt_disable();
2531         cpu = task_cpu(p);
2532         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2533                 smp_send_reschedule(cpu);
2534         preempt_enable();
2535 }
2536 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2537 #endif /* CONFIG_SMP */
2538
2539 #ifdef CONFIG_SMP
2540 /*
2541  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2542  */
2543 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2544 {
2545         int dest_cpu;
2546         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2547
2548         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2549         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2550                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2551                         return dest_cpu;
2552
2553         /* Any allowed, online CPU? */
2554         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
2555         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2556                 return dest_cpu;
2557
2558         /* No more Mr. Nice Guy. */
2559         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2560         /*
2561          * Don't tell them about moving exiting tasks or
2562          * kernel threads (both mm NULL), since they never
2563          * leave kernel.
2564          */
2565         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2566                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2567                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2568         }
2569
2570         return dest_cpu;
2571 }
2572
2573 /*
2574  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
2575  */
2576 static inline
2577 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2578 {
2579         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2580
2581         /*
2582          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2583          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2584          * cpu.
2585          *
2586          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2587          *
2588          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2589          *   not worry about this generic constraint ]
2590          */
2591         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
2592                      !cpu_online(cpu)))
2593                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2594
2595         return cpu;
2596 }
2597
2598 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2599 {
2600         s64 diff = sample - *avg;
2601         *avg += diff >> 3;
2602 }
2603 #endif
2604
2605 static void
2606 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2607 {
2608 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2609         struct rq *rq = this_rq();
2610
2611 #ifdef CONFIG_SMP
2612         int this_cpu = smp_processor_id();
2613
2614         if (cpu == this_cpu) {
2615                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2616                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
2617         } else {
2618                 struct sched_domain *sd;
2619
2620                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
2621                 rcu_read_lock();
2622                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2623                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2624                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2625                                 break;
2626                         }
2627                 }
2628                 rcu_read_unlock();
2629         }
2630
2631         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2632                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2633
2634 #endif /* CONFIG_SMP */
2635
2636         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2637         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
2638
2639         if (wake_flags & WF_SYNC)
2640                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
2641
2642 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2643 }
2644
2645 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
2646 {
2647         activate_task(rq, p, en_flags);
2648         p->on_rq = 1;
2649
2650         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
2651         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
2652                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2657  */
2658 static void
2659 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2660 {
2661         trace_sched_wakeup(p, true);
2662         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2663
2664         p->state = TASK_RUNNING;
2665 #ifdef CONFIG_SMP
2666         if (p->sched_class->task_woken)
2667                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2668
2669         if (rq->idle_stamp) {
2670                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2671                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2672
2673                 if (delta > max)
2674                         rq->avg_idle = max;
2675                 else
2676                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2677                 rq->idle_stamp = 0;
2678         }
2679 #endif
2680 }
2681
2682 static void
2683 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2684 {
2685 #ifdef CONFIG_SMP
2686         if (p->sched_contributes_to_load)
2687                 rq->nr_uninterruptible--;
2688 #endif
2689
2690         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
2691         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2696  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2697  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2698  * the task is still ->on_rq.
2699  */
2700 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2701 {
2702         struct rq *rq;
2703         int ret = 0;
2704
2705         rq = __task_rq_lock(p);
2706         if (p->on_rq) {
2707                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2708                 ret = 1;
2709         }
2710         __task_rq_unlock(rq);
2711
2712         return ret;
2713 }
2714
2715 #ifdef CONFIG_SMP
2716 static void sched_ttwu_pending(void)
2717 {
2718         struct rq *rq = this_rq();
2719         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2720         struct task_struct *p;
2721
2722         raw_spin_lock(&rq->lock);
2723
2724         while (llist) {
2725                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
2726                 llist = llist_next(llist);
2727                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2728         }
2729
2730         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2731 }
2732
2733 void scheduler_ipi(void)
2734 {
2735         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2736                 return;
2737
2738         /*
2739          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2740          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2741          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2742          * we do call them.
2743          *
2744          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2745          * properly.
2746          *
2747          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2748          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2749          * somewhat pessimize the simple resched case.
2750          */
2751         irq_enter();
2752         sched_ttwu_pending();
2753
2754         /*
2755          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2756          */
2757         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
2758                 this_rq()->idle_balance = 1;
2759                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2760         }
2761         irq_exit();
2762 }
2763
2764 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
2765 {
2766         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
2767                 smp_send_reschedule(cpu);
2768 }
2769
2770 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2771 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2772 {
2773         struct rq *rq;
2774         int ret = 0;
2775
2776         rq = __task_rq_lock(p);
2777         if (p->on_cpu) {
2778                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2779                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2780                 ret = 1;
2781         }
2782         __task_rq_unlock(rq);
2783
2784         return ret;
2785
2786 }
2787 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
2788 #endif /* CONFIG_SMP */
2789
2790 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2791 {
2792         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2793
2794 #if defined(CONFIG_SMP)
2795         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
2796                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2797                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2798                 return;
2799         }
2800 #endif
2801
2802         raw_spin_lock(&rq->lock);
2803         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2804         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2805 }
2806
2807 /**
2808  * try_to_wake_up - wake up a thread
2809  * @p: the thread to be awakened
2810  * @state: the mask of task states that can be woken
2811  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2812  *
2813  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2814  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2815  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2816  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2817  * runnable without the overhead of this.
2818  *
2819  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
2820  * or @state didn't match @p's state.
2821  */
2822 static int
2823 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2824 {
2825         unsigned long flags;
2826         int cpu, success = 0;
2827
2828         smp_wmb();
2829         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2830         if (!(p->state & state))
2831                 goto out;
2832
2833         success = 1; /* we're going to change ->state */
2834         cpu = task_cpu(p);
2835
2836         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2837                 goto stat;
2838
2839 #ifdef CONFIG_SMP
2840         /*
2841          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2842          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2843          */
2844         while (p->on_cpu) {
2845 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2846                 /*
2847                  * In case the architecture enables interrupts in
2848                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
2849                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
2850                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
2851                  * remote wakeup.
2852                  */
2853                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
2854                         goto stat;
2855 #else
2856                 cpu_relax();
2857 #endif
2858         }
2859         /*
2860          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
2861          */
2862         smp_rmb();
2863
2864         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2865         p->state = TASK_WAKING;
2866
2867         if (p->sched_class->task_waking)
2868                 p->sched_class->task_waking(p);
2869
2870         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2871         if (task_cpu(p) != cpu) {
2872                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2873                 set_task_cpu(p, cpu);
2874         }
2875 #endif /* CONFIG_SMP */
2876
2877         ttwu_queue(p, cpu);
2878 stat:
2879         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2880 out:
2881         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2882
2883         return success;
2884 }
2885
2886 /**
2887  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2888  * @p: the thread to be awakened
2889  *
2890  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2891  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2892  * the current task.
2893  */
2894 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2895 {
2896         struct rq *rq = task_rq(p);
2897
2898         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2899             WARN_ON_ONCE(p == current))
2900                 return;
2901
2902         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2903
2904         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2905                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2906                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2907                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2908         }
2909
2910         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2911                 goto out;
2912
2913         if (!p->on_rq)
2914                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2915
2916         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2917         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2918 out:
2919         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2920 }
2921
2922 /**
2923  * wake_up_process - Wake up a specific process
2924  * @p: The process to be woken up.
2925  *
2926  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2927  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2928  * running.
2929  *
2930  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2931  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2932  */
2933 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2934 {
2935         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2938
2939 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2940 {
2941         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2946  * p is forked by current.
2947  *
2948  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2949  */
2950 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2951 {
2952         p->on_rq                        = 0;
2953
2954         p->se.on_rq                     = 0;
2955         p->se.exec_start                = 0;
2956         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2957         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2958         p->se.nr_migrations             = 0;
2959         p->se.vruntime                  = 0;
2960         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2961
2962 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2963         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2964 #endif
2965
2966         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2967
2968 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2969         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2970 #endif
2971 }
2972
2973 /*
2974  * fork()/clone()-time setup:
2975  */
2976 void sched_fork(struct task_struct *p)
2977 {
2978         unsigned long flags;
2979         int cpu = get_cpu();
2980
2981         __sched_fork(p);
2982         /*
2983          * We mark the process as running here. This guarantees that
2984          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2985          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2986          */
2987         p->state = TASK_RUNNING;
2988
2989         /*
2990          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2991          */
2992         p->prio = current->normal_prio;
2993
2994         /*
2995          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2996          */
2997         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2998                 if (task_has_rt_policy(p)) {
2999                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3000                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3001                         p->rt_priority = 0;
3002                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3003                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3004
3005                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3006                 set_load_weight(p);
3007
3008                 /*
3009                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3010                  * fulfilled its duty:
3011                  */
3012                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3013         }
3014
3015         if (!rt_prio(p->prio))
3016                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3017
3018         if (p->sched_class->task_fork)
3019                 p->sched_class->task_fork(p);
3020
3021         /*
3022          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3023          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3024          * is ran before sched_fork().
3025          *
3026          * Silence PROVE_RCU.
3027          */
3028         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3029         set_task_cpu(p, cpu);
3030         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3031
3032 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
3033         if (likely(sched_info_on()))
3034                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3035 #endif
3036 #if defined(CONFIG_SMP)
3037         p->on_cpu = 0;
3038 #endif
3039 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3040         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
3041         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
3042 #endif
3043 #ifdef CONFIG_SMP
3044         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3045 #endif
3046
3047         put_cpu();
3048 }
3049
3050 /*
3051  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3052  *
3053  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3054  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3055  * on the runqueue and wakes it.
3056  */
3057 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3058 {
3059         unsigned long flags;
3060         struct rq *rq;
3061
3062         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3063 #ifdef CONFIG_SMP
3064         /*
3065          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3066          *  - cpus_allowed can change in the fork path
3067          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
3068          */
3069         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
3070 #endif
3071
3072         rq = __task_rq_lock(p);
3073         activate_task(rq, p, 0);
3074         p->on_rq = 1;
3075         trace_sched_wakeup_new(p, true);
3076         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3077 #ifdef CONFIG_SMP
3078         if (p->sched_class->task_woken)
3079                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3080 #endif
3081         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3082 }
3083
3084 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3085
3086 /**
3087  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3088  * @notifier: notifier struct to register
3089  */
3090 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3091 {
3092         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3095
3096 /**
3097  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3098  * @notifier: notifier struct to unregister
3099  *
3100  * This is safe to call from within a preemption notifier.
3101  */
3102 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3103 {
3104         hlist_del(&notifier->link);
3105 }
3106 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3107
3108 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3109 {
3110         struct preempt_notifier *notifier;
3111         struct hlist_node *node;
3112
3113         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3114                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3115 }
3116
3117 static void
3118 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3119                                  struct task_struct *next)
3120 {
3121         struct preempt_notifier *notifier;
3122         struct hlist_node *node;
3123
3124         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3125                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3126 }
3127
3128 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3129
3130 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3131 {
3132 }
3133
3134 static void
3135 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3136                                  struct task_struct *next)
3137 {
3138 }
3139
3140 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3141
3142 /**
3143  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3144  * @rq: the runqueue preparing to switch
3145  * @prev: the current task that is being switched out
3146  * @next: the task we are going to switch to.
3147  *
3148  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3149  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3150  * switch.
3151  *
3152  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3153  * hooks.
3154  */
3155 static inline void
3156 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3157                     struct task_struct *next)
3158 {
3159         sched_info_switch(prev, next);
3160         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3161         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3162         prepare_lock_switch(rq, next);
3163         prepare_arch_switch(next);
3164         trace_sched_switch(prev, next);
3165 }
3166
3167 /**
3168  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3169  * @rq: runqueue associated with task-switch
3170  * @prev: the thread we just switched away from.
3171  *
3172  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3173  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3174  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3175  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3176  *
3177  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3178  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3179  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3180  * details.)
3181  */
3182 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3183         __releases(rq->lock)
3184 {
3185         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3186         long prev_state;
3187
3188         rq->prev_mm = NULL;
3189
3190         /*
3191          * A task struct has one reference for the use as "current".
3192          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3193          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3194          * the scheduled task must drop that reference.
3195          *
3196          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3197          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3198          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3199          * transition, resulting in a double drop.
3200          */
3201         prev_state = prev->state;
3202         finish_arch_switch(prev);
3203 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3204         local_irq_disable();
3205 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3206         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3207 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3208         local_irq_enable();
3209 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3210         finish_lock_switch(rq, prev);
3211
3212         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3213         if (mm)
3214                 mmdrop(mm);
3215         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3216                 /*
3217                  * Remove function-return probe instances associated with this
3218                  * task and put them back on the free list.
3219                  */
3220                 kprobe_flush_task(prev);
3221                 put_task_struct(prev);
3222         }
3223 }
3224
3225 #ifdef CONFIG_SMP
3226
3227 /* assumes rq->lock is held */
3228 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3229 {
3230         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3231                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3232 }
3233
3234 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3235 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3236 {
3237         if (rq->post_schedule) {
3238                 unsigned long flags;
3239
3240                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3241                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
3242                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
3243                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3244
3245                 rq->post_schedule = 0;
3246         }
3247 }
3248
3249 #else
3250
3251 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3252 {
3253 }
3254
3255 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3256 {
3257 }
3258
3259 #endif
3260
3261 /**
3262  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3263  * @prev: the thread we just switched away from.
3264  */
3265 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3266         __releases(rq->lock)
3267 {
3268         struct rq *rq = this_rq();
3269
3270         finish_task_switch(rq, prev);
3271
3272         /*
3273          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
3274          * task_switch?
3275          */
3276         post_schedule(rq);
3277
3278 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3279         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
3280         preempt_enable();
3281 #endif
3282         if (current->set_child_tid)
3283                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3284 }
3285
3286 /*
3287  * context_switch - switch to the new MM and the new
3288  * thread's register state.
3289  */
3290 static inline void
3291 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3292                struct task_struct *next)
3293 {
3294         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3295
3296         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3297
3298         mm = next->mm;
3299         oldmm = prev->active_mm;
3300         /*
3301          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3302          * combine the page table reload and the switch backend into
3303          * one hypercall.
3304          */
3305         arch_start_context_switch(prev);
3306
3307         if (!mm) {
3308                 next->active_mm = oldmm;
3309                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
3310                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3311         } else
3312                 switch_mm(oldmm, mm, next);
3313
3314         if (!prev->mm) {
3315                 prev->active_mm = NULL;
3316                 rq->prev_mm = oldmm;
3317         }
3318         /*
3319          * Since the runqueue lock will be released by the next
3320          * task (which is an invalid locking op but in the case
3321          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3322          * do an early lockdep release here:
3323          */
3324 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3325         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3326 #endif
3327
3328         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3329         switch_to(prev, next, prev);
3330
3331         barrier();
3332         /*
3333          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
3334          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
3335          * frame will be invalid.
3336          */
3337         finish_task_switch(this_rq(), prev);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
3342  *
3343  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3344  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
3345  * number of context switches performed since bootup.
3346  */
3347 unsigned long nr_running(void)
3348 {
3349         unsigned long i, sum = 0;
3350
3351         for_each_online_cpu(i)
3352                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3353
3354         return sum;
3355 }
3356
3357 unsigned long nr_uninterruptible(void)
3358 {
3359         unsigned long i, sum = 0;
3360
3361         for_each_possible_cpu(i)
3362                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
3363
3364         /*
3365          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
3366          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
3367          */
3368         if (unlikely((long)sum < 0))
3369                 sum = 0;
3370
3371         return sum;
3372 }
3373
3374 unsigned long long nr_context_switches(void)
3375 {
3376         int i;
3377         unsigned long long sum = 0;
3378
3379         for_each_possible_cpu(i)
3380                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3381
3382         return sum;
3383 }
3384
3385 unsigned long nr_iowait(void)
3386 {
3387         unsigned long i, sum = 0;
3388
3389         for_each_possible_cpu(i)
3390                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
3391
3392         return sum;
3393 }
3394
3395 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3396 {
3397         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
3398         return atomic_read(&this->nr_iowait);
3399 }
3400
3401 unsigned long this_cpu_load(void)
3402 {
3403         struct rq *this = this_rq();
3404         return this->cpu_load[0];
3405 }
3406
3407
3408 /*
3409  * Global load-average calculations
3410  *
3411  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
3412  * in order to minimize overhead.
3413  *
3414  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
3415  * nr_uninterruptible.
3416  *
3417  * Once every LOAD_FREQ:
3418  *
3419  *   nr_active = 0;
3420  *   for_each_possible_cpu(cpu)
3421  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
3422  *
3423  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
3424  *
3425  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
3426  *
3427  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
3428  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
3429  *    to calculating nr_active.
3430  *
3431  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
3432  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
3433  *
3434  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
3435  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
3436  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
3437  *
3438  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
3439  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
3440  *    cpu to have completed this task.
3441  *
3442  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
3443  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
3444  *
3445  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
3446  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
3447  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
3448  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
3449  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
3450  *    all cpus yields the correct result.
3451  *
3452  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
3453  */
3454
3455 /* Variables and functions for calc_load */
3456 static atomic_long_t calc_load_tasks;
3457 static unsigned long calc_load_update;
3458 unsigned long avenrun[3];
3459 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
3460
3461 /**
3462  * get_avenrun - get the load average array
3463  * @loads:      pointer to dest load array
3464  * @offset:     offset to add
3465  * @shift:      shift count to shift the result left
3466  *
3467  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3468  */
3469 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3470 {
3471         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3472         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3473         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3474 }
3475
3476 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
3477 {
3478         long nr_active, delta = 0;
3479
3480         nr_active = this_rq->nr_running;
3481         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3482
3483         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3484                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3485                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3486         }
3487
3488         return delta;
3489 }
3490
3491 /*
3492  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3493  */
3494 static unsigned long
3495 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3496 {
3497         unsigned long newload;
3498
3499         newload = load * exp + active * (FIXED_1 - exp);
3500         if (active >= load)
3501                 newload += FIXED_1-1;
3502
3503         return newload / FIXED_1;
3504 }
3505
3506 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3507 /*
3508  * Handle NO_HZ for the global load-average.
3509  *
3510  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
3511  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
3512  * NO_HZ.
3513  *
3514  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
3515  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
3516  * when we read the global state.
3517  *
3518  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
3519  *
3520  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
3521  *    contribution, causing under-accounting.
3522  *
3523  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
3524  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
3525  *
3526  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
3527  *
3528  *        0s            5s            10s           15s
3529  *          +10           +10           +10           +10
3530  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
3531  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
3532  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
3533  *
3534  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
3535  *    accumlating the new one.
3536  *
3537  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
3538  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
3539  *    busy state.
3540  *
3541  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
3542  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
3543  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
3544  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
3545  *    LOAD_FREQ intervals.
3546  *
3547  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
3548  */
3549 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
3550 static int calc_load_idx;
3551
3552 static inline int calc_load_write_idx(void)
3553 {
3554         int idx = calc_load_idx;
3555
3556         /*
3557          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
3558          * need to observe the new update time.
3559          */
3560         smp_rmb();
3561
3562         /*
3563          * If the folding window started, make sure we start writing in the
3564          * next idle-delta.
3565          */
3566         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
3567                 idx++;
3568
3569         return idx & 1;
3570 }
3571
3572 static inline int calc_load_read_idx(void)
3573 {
3574         return calc_load_idx & 1;
3575 }
3576
3577 void calc_load_enter_idle(void)
3578 {
3579         struct rq *this_rq = this_rq();
3580         long delta;
3581
3582         /*
3583          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
3584          * into the pending idle delta.
3585          */
3586         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
3587         if (delta) {
3588                 int idx = calc_load_write_idx();
3589                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
3590         }
3591 }
3592
3593 void calc_load_exit_idle(void)
3594 {
3595         struct rq *this_rq = this_rq();
3596
3597         /*
3598          * If we're still before the sample window, we're done.
3599          */
3600         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3601                 return;
3602
3603         /*
3604          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
3605          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
3606          * sync up for the next window.
3607          */
3608         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
3609         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
3610                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3611 }
3612
3613 static long calc_load_fold_idle(void)
3614 {
3615         int idx = calc_load_read_idx();
3616         long delta = 0;
3617
3618         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
3619                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
3620
3621         return delta;
3622 }
3623
3624 /**
3625  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
3626  *
3627  * @x:         base of the power
3628  * @frac_bits: fractional bits of @x
3629  * @n:         power to raise @x to.
3630  *
3631  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
3632  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
3633  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
3634  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
3635  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
3636  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
3637  * vector.
3638  */
3639 static unsigned long
3640 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
3641 {
3642         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
3643
3644         if (n) for (;;) {
3645                 if (n & 1) {
3646                         result *= x;
3647                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
3648                         result >>= frac_bits;
3649                 }
3650                 n >>= 1;
3651                 if (!n)
3652                         break;
3653                 x *= x;
3654                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
3655                 x >>= frac_bits;
3656         }
3657
3658         return result;
3659 }
3660
3661 /*
3662  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3663  *
3664  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
3665  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
3666  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
3667  *
3668  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
3669  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
3670  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
3671  *
3672  *  ...
3673  *
3674  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
3675  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
3676  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
3677  *
3678  * [1] application of the geometric series:
3679  *
3680  *              n         1 - x^(n+1)
3681  *     S_n := \Sum x^i = -------------
3682  *             i=0          1 - x
3683  */
3684 static unsigned long
3685 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
3686             unsigned long active, unsigned int n)
3687 {
3688
3689         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
3694  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
3695  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
3696  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
3697  *
3698  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
3699  * weights adjusted to the number of cycles missed.
3700  */
3701 static void calc_global_nohz(void)
3702 {
3703         long delta, active, n;
3704
3705         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
3706                 /*
3707                  * Catch-up, fold however many we are behind still
3708                  */
3709                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
3710                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
3711
3712                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3713                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3714
3715                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
3716                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
3717                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
3718
3719                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
3720         }
3721
3722         /*
3723          * Flip the idle index...
3724          *
3725          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
3726          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
3727          * index, this avoids a double flip messing things up.
3728          */
3729         smp_wmb();
3730         calc_load_idx++;
3731 }
3732 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
3733
3734 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
3735 static inline void calc_global_nohz(void) { }
3736
3737 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3738
3739 /*
3740  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3741  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3742  */
3743 void calc_global_load(unsigned long ticks)
3744 {
3745         long active, delta;
3746
3747         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3748                 return;
3749
3750         /*
3751          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
3752          */
3753         delta = calc_load_fold_idle();
3754         if (delta)
3755                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3756
3757         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3758         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3759
3760         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3761         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3762         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3763
3764         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3765
3766         /*
3767          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
3768          */
3769         calc_global_nohz();
3770 }
3771
3772 /*
3773  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
3774  * active count.
3775  */
3776 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3777 {
3778         long delta;
3779
3780         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3781                 return;
3782
3783         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
3784         if (delta)
3785                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3786
3787         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3788 }
3789
3790 /*
3791  * End of global load-average stuff
3792  */
3793
3794 /*
3795  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
3796  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
3797  *
3798  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
3799  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
3800  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3801  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
3802  *
3803  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
3804  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3805  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
3806  *
3807  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
3808  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
3809  * particular idx is approximated to be zero.
3810  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
3811  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
3812  * based on 128 point scale.
3813  * Example:
3814  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
3815  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
3816  *
3817  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
3818  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
3819  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
3820  */
3821 #define DEGRADE_SHIFT           7
3822 static const unsigned char
3823                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
3824 static const unsigned char
3825                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
3826                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
3827                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
3828                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
3829                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
3830                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
3831
3832 /*
3833  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
3834  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
3835  * adding any new load.
3836  */
3837 static unsigned long
3838 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
3839 {
3840         int j = 0;
3841
3842         if (!missed_updates)
3843                 return load;
3844
3845         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
3846                 return 0;
3847
3848         if (idx == 1)
3849                 return load >> missed_updates;
3850
3851         while (missed_updates) {
3852                 if (missed_updates % 2)
3853                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
3854
3855                 missed_updates >>= 1;
3856                 j++;
3857         }
3858         return load;
3859 }
3860
3861 /*
3862  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3863  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
3864  * every tick. We fix it up based on jiffies.
3865  */
3866 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
3867                               unsigned long pending_updates)
3868 {
3869         int i, scale;
3870
3871         this_rq->nr_load_updates++;
3872
3873         /* Update our load: */
3874         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
3875         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3876                 unsigned long old_load, new_load;
3877
3878                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3879
3880                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3881                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
3882                 new_load = this_load;
3883                 /*
3884                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3885                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3886                  * example.
3887                  */
3888                 if (new_load > old_load)
3889                         new_load += scale - 1;
3890
3891                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
3892         }
3893
3894         sched_avg_update(this_rq);
3895 }
3896
3897 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3898 /*
3899  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
3900  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
3901  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
3902  *
3903  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
3904  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
3905  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
3906  * (tick_nohz_idle_exit).
3907  *
3908  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
3909  */
3910
3911 /*
3912  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
3913  * idle balance.
3914  */
3915 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
3916 {
3917         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3918         unsigned long load = this_rq->load.weight;
3919         unsigned long pending_updates;
3920
3921         /*
3922          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
3923          */
3924         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3925                 return;
3926
3927         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3928         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3929
3930         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
3931 }
3932
3933 /*
3934  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
3935  */
3936 void update_cpu_load_nohz(void)
3937 {
3938         struct rq *this_rq = this_rq();
3939         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3940         unsigned long pending_updates;
3941
3942         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3943                 return;
3944
3945         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3946         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3947         if (pending_updates) {
3948                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3949                 /*
3950                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
3951                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
3952                  */
3953                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
3954         }
3955         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3956 }
3957 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3958
3959 /*
3960  * Called from scheduler_tick()
3961  */
3962 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
3963 {
3964         /*
3965          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
3966          */
3967         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
3968         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
3969
3970         calc_load_account_active(this_rq);
3971 }
3972
3973 #ifdef CONFIG_SMP
3974
3975 /*
3976  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3977  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3978  */
3979 void sched_exec(void)
3980 {
3981         struct task_struct *p = current;
3982         unsigned long flags;
3983         int dest_cpu;
3984
3985         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3986         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3987         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3988                 goto unlock;
3989
3990         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3991                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3992
3993                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3994                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3995                 return;
3996         }
3997 unlock:
3998         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3999 }
4000
4001 #endif
4002
4003 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4004
4005 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4006
4007 /*
4008  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4009  * @p in case that task is currently running.
4010  *
4011  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4012  */
4013 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4014 {
4015         u64 ns = 0;
4016
4017         if (task_current(rq, p)) {
4018                 update_rq_clock(rq);
4019                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
4020                 if ((s64)ns < 0)
4021                         ns = 0;
4022         }
4023
4024         return ns;
4025 }
4026
4027 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4028 {
4029         unsigned long flags;
4030         struct rq *rq;
4031         u64 ns = 0;
4032
4033         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4034         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4035         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4036
4037         return ns;
4038 }
4039
4040 /*
4041  * Return accounted runtime for the task.
4042  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4043  * pending runtime that have not been accounted yet.
4044  */
4045 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4046 {
4047         unsigned long flags;
4048         struct rq *rq;
4049         u64 ns = 0;
4050
4051         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4052         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4053         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4054
4055         return ns;
4056 }
4057
4058 /*
4059  * Account user cpu time to a process.
4060  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4061  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4062  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4063  */
4064 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4065                        cputime_t cputime_scaled)
4066 {
4067         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4068         cputime64_t tmp;
4069
4070         /* Add user time to process. */
4071         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4072         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4073         account_group_user_time(p, cputime);
4074
4075         /* Add user time to cpustat. */
4076         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4077         if (TASK_NICE(p) > 0)
4078                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4079         else
4080                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4081
4082         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4083         /* Account for user time used */
4084         acct_update_integrals(p);
4085 }
4086
4087 /*
4088  * Account guest cpu time to a process.
4089  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4090  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4091  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4092  */
4093 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4094                                cputime_t cputime_scaled)
4095 {
4096         cputime64_t tmp;
4097         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4098
4099         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4100
4101         /* Add guest time to process. */
4102         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4103         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4104         account_group_user_time(p, cputime);
4105         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4106
4107         /* Add guest time to cpustat. */
4108         if (TASK_NICE(p) > 0) {
4109                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4110                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
4111         } else {
4112                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4113                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4114         }
4115 }
4116
4117 /*
4118  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
4119  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4120  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4121  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4122  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
4123  */
4124 static inline
4125 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4126                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
4127 {
4128         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4129
4130         /* Add system time to process. */
4131         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4132         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4133         account_group_system_time(p, cputime);
4134
4135         /* Add system time to cpustat. */
4136         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
4137         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4138
4139         /* Account for system time used */
4140         acct_update_integrals(p);
4141 }
4142
4143 /*
4144  * Account system cpu time to a process.
4145  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4146  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4147  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4148  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4149  */
4150 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4151                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4152 {
4153         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4154         cputime64_t *target_cputime64;
4155
4156         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4157                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4158                 return;
4159         }
4160
4161         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4162                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
4163         else if (in_serving_softirq())
4164                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
4165         else
4166                 target_cputime64 = &cpustat->system;
4167
4168         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
4169 }
4170
4171 /*
4172  * Account for involuntary wait time.
4173  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
4174  */
4175 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4176 {
4177         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4178         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4179
4180         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4181 }
4182
4183 /*
4184  * Account for idle time.
4185  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4186  */
4187 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4188 {
4189         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4190         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4191         struct rq *rq = this_rq();
4192
4193         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4194                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4195         else
4196                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4197 }
4198
4199 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
4200 {
4201 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
4202         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
4203                 u64 steal, st = 0;
4204
4205                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
4206                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
4207
4208                 st = steal_ticks(steal);
4209                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
4210
4211                 account_steal_time(st);
4212                 return st;
4213         }
4214 #endif
4215         return false;
4216 }
4217
4218 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4219
4220 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
4221 /*
4222  * Account a tick to a process and cpustat
4223  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4224  * @user_tick: is the tick from userspace
4225  * @rq: the pointer to rq
4226  *
4227  * Tick demultiplexing follows the order
4228  * - pending hardirq update
4229  * - pending softirq update
4230  * - user_time
4231  * - idle_time
4232  * - system time
4233  *   - check for guest_time
4234  *   - else account as system_time
4235  *
4236  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
4237  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
4238  * opportunity to update it solely in system time.
4239  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
4240  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
4241  */
4242 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4243                                                 struct rq *rq)
4244 {
4245         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4246         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
4247         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4248
4249         if (steal_account_process_tick())
4250                 return;
4251
4252         if (irqtime_account_hi_update()) {
4253                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4254         } else if (irqtime_account_si_update()) {
4255                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4256         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
4257                 /*
4258                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
4259                  * So, we have to handle it separately here.
4260                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
4261                  */
4262                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4263                                         &cpustat->softirq);
4264         } else if (user_tick) {
4265                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4266         } else if (p == rq->idle) {
4267                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4268         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
4269                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4270         } else {
4271                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4272                                         &cpustat->system);
4273         }
4274 }
4275
4276 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
4277 {
4278         int i;
4279         struct rq *rq = this_rq();
4280
4281         for (i = 0; i < ticks; i++)
4282                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
4283 }
4284 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4285 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
4286 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4287                                                 struct rq *rq) {}
4288 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4289
4290 /*
4291  * Account a single tick of cpu time.
4292  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4293  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4294  */
4295 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4296 {
4297         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4298         struct rq *rq = this_rq();
4299
4300         if (sched_clock_irqtime) {
4301                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
4302                 return;
4303         }
4304
4305         if (steal_account_process_tick())
4306                 return;
4307
4308         if (user_tick)
4309                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4310         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4311                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
4312                                     one_jiffy_scaled);
4313         else
4314                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4315 }
4316
4317 /*
4318  * Account multiple ticks of steal time.
4319  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4320  * @ticks: number of stolen ticks
4321  */
4322 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4323 {
4324         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Account multiple ticks of idle time.
4329  * @ticks: number of stolen ticks
4330  */
4331 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4332 {
4333
4334         if (sched_clock_irqtime) {
4335                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
4336                 return;
4337         }
4338
4339         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4340 }
4341
4342 #endif
4343
4344 /*
4345  * Use precise platform statistics if available:
4346  */
4347 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4348 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4349 {
4350         *ut = p->utime;
4351         *st = p->stime;
4352 }
4353
4354 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4355 {
4356         struct task_cputime cputime;
4357
4358         thread_group_cputime(p, &cputime);
4359
4360         *ut = cputime.utime;
4361         *st = cputime.stime;
4362 }
4363 #else
4364
4365 #ifndef nsecs_to_cputime
4366 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
4367 #endif
4368
4369 static cputime_t scale_utime(cputime_t utime, cputime_t rtime, cputime_t total)
4370 {
4371         u64 temp = (__force u64) rtime;
4372
4373         temp *= (__force u64) utime;
4374
4375         if (sizeof(cputime_t) == 4)
4376                 temp = div_u64(temp, (__force u32) total);
4377         else
4378                 temp = div64_u64(temp, (__force u64) total);
4379
4380         return (__force cputime_t) temp;
4381 }
4382
4383 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4384 {
4385         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
4386
4387         /*
4388          * Use CFS's precise accounting:
4389          */
4390         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
4391
4392         if (total)
4393                 utime = scale_utime(utime, rtime, total);
4394         else
4395                 utime = rtime;
4396
4397         /*
4398          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
4399          */
4400         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
4401         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
4402
4403         *ut = p->prev_utime;
4404         *st = p->prev_stime;
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Must be called with siglock held.
4409  */
4410 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4411 {
4412         struct signal_struct *sig = p->signal;
4413         struct task_cputime cputime;
4414         cputime_t rtime, utime, total;
4415
4416         thread_group_cputime(p, &cputime);
4417
4418         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
4419         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
4420
4421         if (total)
4422                 utime = scale_utime(cputime.utime, rtime, total);
4423         else
4424                 utime = rtime;
4425
4426         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
4427         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
4428                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
4429
4430         *ut = sig->prev_utime;
4431         *st = sig->prev_stime;
4432 }
4433 #endif
4434
4435 /*
4436  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4437  * We call it with interrupts disabled.
4438  */
4439 void scheduler_tick(void)
4440 {
4441         int cpu = smp_processor_id();
4442         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4443         struct task_struct *curr = rq->curr;
4444
4445         sched_clock_tick();
4446
4447         raw_spin_lock(&rq->lock);
4448         update_rq_clock(rq);
4449         update_cpu_load_active(rq);
4450         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4451         raw_spin_unlock(&rq->lock);
4452
4453         perf_event_task_tick();
4454
4455 #ifdef CONFIG_SMP
4456         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4457         trigger_load_balance(rq, cpu);
4458 #endif
4459 }
4460
4461 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4462 {
4463         if (in_lock_functions(addr)) {
4464                 addr = CALLER_ADDR2;
4465                 if (in_lock_functions(addr))
4466                         addr = CALLER_ADDR3;
4467         }
4468         return addr;
4469 }
4470
4471 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4472                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4473
4474 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4475 {
4476 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4477         /*
4478          * Underflow?
4479          */
4480         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4481                 return;
4482 #endif
4483         preempt_count() += val;
4484 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4485         /*
4486          * Spinlock count overflowing soon?
4487          */
4488         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4489                                 PREEMPT_MASK - 10);
4490 #endif
4491         if (preempt_count() == val)
4492                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4493 }
4494 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4495
4496 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4497 {
4498 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4499         /*
4500          * Underflow?
4501          */
4502         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4503                 return;
4504         /*
4505          * Is the spinlock portion underflowing?
4506          */
4507         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4508                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4509                 return;
4510 #endif
4511
4512         if (preempt_count() == val)
4513                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4514         preempt_count() -= val;
4515 }
4516 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4517
4518 #endif
4519
4520 /*
4521  * Print scheduling while atomic bug:
4522  */
4523 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4524 {
4525         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4526
4527         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4528                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4529
4530         debug_show_held_locks(prev);
4531         print_modules();
4532         if (irqs_disabled())
4533                 print_irqtrace_events(prev);
4534
4535         if (regs)
4536                 show_regs(regs);
4537         else
4538                 dump_stack();
4539 }
4540
4541 /*
4542  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4543  */
4544 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4545 {
4546         /*
4547          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4548          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4549          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4550          */
4551         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4552                 __schedule_bug(prev);
4553         rcu_sleep_check();
4554
4555         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4556
4557         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4558 }
4559
4560 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4561 {
4562         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
4563                 update_rq_clock(rq);
4564         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4565 }
4566
4567 /*
4568  * Pick up the highest-prio task:
4569  */
4570 static inline struct task_struct *
4571 pick_next_task(struct rq *rq)
4572 {
4573         const struct sched_class *class;
4574         struct task_struct *p;
4575
4576         /*
4577          * Optimization: we know that if all tasks are in
4578          * the fair class we can call that function directly:
4579          */
4580         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4581                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4582                 if (likely(p))
4583                         return p;
4584         }
4585
4586         for_each_class(class) {
4587                 p = class->pick_next_task(rq);
4588                 if (p)
4589                         return p;
4590         }
4591
4592         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
4593 }
4594
4595 /*
4596  * __schedule() is the main scheduler function.
4597  */
4598 static void __sched __schedule(void)
4599 {
4600         struct task_struct *prev, *next;
4601         unsigned long *switch_count;
4602         struct rq *rq;
4603         int cpu;
4604
4605 need_resched:
4606         preempt_disable();
4607         cpu = smp_processor_id();
4608         rq = cpu_rq(cpu);
4609         rcu_note_context_switch(cpu);
4610         prev = rq->curr;
4611
4612         schedule_debug(prev);
4613
4614         if (sched_feat(HRTICK))
4615                 hrtick_clear(rq);
4616
4617         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
4618
4619         switch_count = &prev->nivcsw;
4620         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4621                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
4622                         prev->state = TASK_RUNNING;
4623                 } else {
4624                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
4625                         prev->on_rq = 0;
4626
4627                         /*
4628                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
4629                          * whether it wants to wake up a task to maintain
4630                          * concurrency.
4631                          */
4632                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
4633                                 struct task_struct *to_wakeup;
4634
4635                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
4636                                 if (to_wakeup)
4637                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
4638                         }
4639                 }
4640                 switch_count = &prev->nvcsw;
4641         }
4642
4643         pre_schedule(rq, prev);
4644
4645         if (unlikely(!rq->nr_running))
4646                 idle_balance(cpu, rq);
4647
4648         put_prev_task(rq, prev);
4649         next = pick_next_task(rq);
4650         clear_tsk_need_resched(prev);
4651         rq->skip_clock_update = 0;
4652
4653         if (likely(prev != next)) {
4654                 rq->nr_switches++;
4655                 rq->curr = next;
4656                 ++*switch_count;
4657
4658                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4659                 /*
4660                  * The context switch have flipped the stack from under us
4661                  * and restored the local variables which were saved when
4662                  * this task called schedule() in the past. prev == current
4663                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
4664                  */
4665                 cpu = smp_processor_id();
4666                 rq = cpu_rq(cpu);
4667         } else
4668                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4669
4670         post_schedule(rq);
4671
4672         preempt_enable_no_resched();
4673         if (need_resched())
4674                 goto need_resched;
4675 }
4676
4677 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4678 {
4679         if (!tsk->state)
4680                 return;
4681         /*
4682          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4683          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4684          */
4685         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4686                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4687 }
4688
4689 asmlinkage void __sched schedule(void)
4690 {
4691         struct task_struct *tsk = current;
4692
4693         sched_submit_work(tsk);
4694         __schedule();
4695 }
4696 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4697
4698 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
4699
4700 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4701 {
4702         if (lock->owner != owner)
4703                 return false;
4704
4705         /*
4706          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
4707          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
4708          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
4709          * ensures the memory stays valid.
4710          */
4711         barrier();
4712
4713         return owner->on_cpu;
4714 }
4715
4716 /*
4717  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
4718  * access and not reliable.
4719  */
4720 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4721 {
4722         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
4723                 return 0;
4724
4725         rcu_read_lock();
4726         while (owner_running(lock, owner)) {
4727                 if (need_resched())
4728                         break;
4729
4730                 arch_mutex_cpu_relax();
4731         }
4732         rcu_read_unlock();
4733
4734         /*
4735          * We break out the loop above on need_resched() and when the
4736          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
4737          * success only when lock->owner is NULL.
4738          */
4739         return lock->owner == NULL;
4740 }
4741 #endif
4742
4743 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4744 /*
4745  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4746  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4747  * occur there and call schedule directly.
4748  */
4749 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
4750 {
4751         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4752
4753         /*
4754          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4755          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4756          */
4757         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4758                 return;
4759
4760         do {
4761                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4762                 __schedule();
4763                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4764
4765                 /*
4766                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4767                  * between schedule and now.
4768                  */
4769                 barrier();
4770         } while (need_resched());
4771 }
4772 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4773
4774 /*
4775  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4776  * off of irq context.
4777  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4778  * protect us against recursive calling from irq.
4779  */
4780 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4781 {
4782         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4783
4784         /* Catch callers which need to be fixed */
4785         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4786
4787         do {
4788                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4789                 local_irq_enable();
4790                 __schedule();
4791                 local_irq_disable();
4792                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4793
4794                 /*
4795                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4796                  * between schedule and now.
4797                  */
4798                 barrier();
4799         } while (need_resched());
4800 }
4801
4802 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4803
4804 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4805                           void *key)
4806 {
4807         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4808 }
4809 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4810
4811 /*
4812  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4813  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4814  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4815  *
4816  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4817  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4818  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4819  */
4820 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4821                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
4822 {
4823         wait_queue_t *curr, *next;
4824
4825         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4826                 unsigned flags = curr->flags;
4827
4828                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
4829                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4830                         break;
4831         }
4832 }
4833
4834 /**
4835  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4836  * @q: the waitqueue
4837  * @mode: which threads
4838  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4839  * @key: is directly passed to the wakeup function
4840  *
4841  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4842  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4843  */
4844 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4845                         int nr_exclusive, void *key)
4846 {
4847         unsigned long flags;
4848
4849         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4850         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4851         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4852 }
4853 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4854
4855 /*
4856  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4857  */
4858 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4859 {
4860         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4861 }
4862 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
4863
4864 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
4865 {
4866         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
4867 }
4868 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
4869
4870 /**
4871  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
4872  * @q: the waitqueue
4873  * @mode: which threads
4874  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4875  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
4876  *
4877  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4878  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4879  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4880  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4881  *
4882  * On UP it can prevent extra preemption.
4883  *
4884  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4885  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4886  */
4887 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4888                         int nr_exclusive, void *key)
4889 {
4890         unsigned long flags;
4891         int wake_flags = WF_SYNC;
4892
4893         if (unlikely(!q))
4894                 return;
4895
4896         if (unlikely(!nr_exclusive))
4897                 wake_flags = 0;
4898
4899         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4900         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
4901         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4902 }
4903 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
4904
4905 /*
4906  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
4907  */
4908 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4909 {
4910         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
4911 }
4912 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4913
4914 /**
4915  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4916  * @x:  holds the state of this particular completion
4917  *
4918  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4919  * awakened in the same order in which they were queued.
4920  *
4921  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4922  *
4923  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4924  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4925  */
4926 void complete(struct completion *x)
4927 {
4928         unsigned long flags;
4929
4930         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4931         x->done++;
4932         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4933         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4934 }
4935 EXPORT_SYMBOL(complete);
4936
4937 /**
4938  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4939  * @x:  holds the state of this particular completion
4940  *
4941  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4942  *
4943  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4944  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4945  */
4946 void complete_all(struct completion *x)
4947 {
4948         unsigned long flags;
4949
4950         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4951         x->done += UINT_MAX/2;
4952         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4953         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4954 }
4955 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4956
4957 static inline long __sched
4958 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4959 {
4960         if (!x->done) {
4961                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4962
4963                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
4964                 do {
4965                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4966                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4967                                 break;
4968                         }
4969                         __set_current_state(state);
4970                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4971                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4972                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4973                 } while (!x->done && timeout);
4974                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4975                 if (!x->done)
4976                         return timeout;
4977         }
4978         x->done--;
4979         return timeout ?: 1;
4980 }
4981
4982 static long __sched
4983 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4984 {
4985         might_sleep();
4986
4987         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4988         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4989         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4990         return timeout;
4991 }
4992
4993 /**
4994  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
4995  * @x:  holds the state of this particular completion
4996  *
4997  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
4998  * interruptible and there is no timeout.
4999  *
5000  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5001  * and interrupt capability. Also see complete().
5002  */
5003 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5004 {
5005         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5006 }
5007 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5008
5009 /**
5010  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5011  * @x:  holds the state of this particular completion
5012  * @timeout:  timeout value in jiffies
5013  *
5014  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5015  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5016  * interruptible.
5017  *
5018  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
5019  * jiffies left till timeout) if completed.
5020  */
5021 unsigned long __sched
5022 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5023 {
5024         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5025 }
5026 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5027
5028 /**
5029  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5030  * @x:  holds the state of this particular completion
5031  *
5032  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5033  * interruptible.
5034  *
5035  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5036  */
5037 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5038 {
5039         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5040         if (t == -ERESTARTSYS)
5041                 return t;
5042         return 0;
5043 }
5044 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5045
5046 /**
5047  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5048  * @x:  holds the state of this particular completion
5049  * @timeout:  timeout value in jiffies
5050  *
5051  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5052  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5053  *
5054  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5055  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5056  */
5057 long __sched
5058 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5059                                           unsigned long timeout)
5060 {
5061         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5062 }
5063 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5064
5065 /**
5066  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5067  * @x:  holds the state of this particular completion
5068  *
5069  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5070  * interrupted by a kill signal.
5071  *
5072  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5073  */
5074 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5075 {
5076         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5077         if (t == -ERESTARTSYS)
5078                 return t;
5079         return 0;
5080 }
5081 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5082
5083 /**
5084  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
5085  * @x:  holds the state of this particular completion
5086  * @timeout:  timeout value in jiffies
5087  *
5088  * This waits for either a completion of a specific task to be
5089  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
5090  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
5091  *
5092  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5093  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5094  */
5095 long __sched
5096 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
5097                                      unsigned long timeout)
5098 {
5099         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
5100 }
5101 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
5102
5103 /**
5104  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5105  *      @x:     completion structure
5106  *
5107  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5108  *               1 if a decrement succeeded.
5109  *
5110  *      If a completion is being used as a counting completion,
5111  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5112  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5113  *      is protecting is not available.
5114  */
5115 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5116 {
5117         unsigned long flags;
5118         int ret = 1;
5119
5120         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5121         if (!x->done)
5122                 ret = 0;
5123         else
5124                 x->done--;
5125         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5126         return ret;
5127 }
5128 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5129
5130 /**
5131  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5132  *      @x:     completion structure
5133  *
5134  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5135  *               1 if there are no waiters.
5136  *
5137  */
5138 bool completion_done(struct completion *x)
5139 {
5140         unsigned long flags;
5141         int ret = 1;
5142
5143         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5144         if (!x->done)
5145                 ret = 0;
5146         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5147         return ret;
5148 }
5149 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5150
5151 static long __sched
5152 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5153 {
5154         unsigned long flags;
5155         wait_queue_t wait;
5156
5157         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5158
5159         __set_current_state(state);
5160
5161         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5162         __add_wait_queue(q, &wait);
5163         spin_unlock(&q->lock);
5164         timeout = schedule_timeout(timeout);
5165         spin_lock_irq(&q->lock);
5166         __remove_wait_queue(q, &wait);
5167         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5168
5169         return timeout;
5170 }
5171
5172 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5173 {
5174         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5175 }
5176 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5177
5178 long __sched
5179 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5180 {
5181         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5182 }
5183 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5184
5185 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5186 {
5187         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5188 }
5189 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5190
5191 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5192 {
5193         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5194 }
5195 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5196
5197 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5198
5199 /*
5200  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5201  * @p: task
5202  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5203  *
5204  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5205  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5206  *
5207  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5208  */
5209 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5210 {
5211         int oldprio, on_rq, running;
5212         struct rq *rq;
5213         const struct sched_class *prev_class;
5214
5215         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5216
5217         rq = __task_rq_lock(p);
5218
5219         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
5220         oldprio = p->prio;
5221         prev_class = p->sched_class;
5222         on_rq = p->on_rq;
5223         running = task_current(rq, p);
5224         if (on_rq)
5225                 dequeue_task(rq, p, 0);
5226         if (running)
5227                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5228
5229         if (rt_prio(prio))
5230                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5231         else {
5232                 if (rt_prio(oldprio))
5233                         p->rt.timeout = 0;
5234                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5235         }
5236
5237         p->prio = prio;
5238
5239         if (running)
5240                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5241         if (on_rq)
5242                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
5243
5244         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5245         __task_rq_unlock(rq);
5246 }
5247
5248 #endif
5249
5250 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5251 {
5252         int old_prio, delta, on_rq;
5253         unsigned long flags;
5254         struct rq *rq;
5255
5256         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5257                 return;
5258         /*
5259          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5260          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5261          */
5262         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5263         /*
5264          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5265          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5266          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5267          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5268          */
5269         if (task_has_rt_policy(p)) {
5270                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5271                 goto out_unlock;
5272         }
5273         on_rq = p->on_rq;
5274         if (on_rq)
5275                 dequeue_task(rq, p, 0);
5276
5277         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5278         set_load_weight(p);
5279         old_prio = p->prio;
5280         p->prio = effective_prio(p);
5281         delta = p->prio - old_prio;
5282
5283         if (on_rq) {
5284                 enqueue_task(rq, p, 0);
5285                 /*
5286                  * If the task increased its priority or is running and
5287                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5288                  */
5289                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5290                         resched_task(rq->curr);
5291         }
5292 out_unlock:
5293         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5294 }
5295 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5296
5297 /*
5298  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5299  * @p: task
5300  * @nice: nice value
5301  */
5302 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5303 {
5304         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5305         int nice_rlim = 20 - nice;
5306
5307         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5308                 capable(CAP_SYS_NICE));
5309 }
5310
5311 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5312
5313 /*
5314  * sys_nice - change the priority of the current process.
5315  * @increment: priority increment
5316  *
5317  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5318  * does similar things.
5319  */
5320 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5321 {
5322         long nice, retval;
5323
5324         /*
5325          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5326          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5327          * and we have a single winner.
5328          */
5329         if (increment < -40)
5330                 increment = -40;
5331         if (increment > 40)
5332                 increment = 40;
5333
5334         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5335         if (nice < -20)
5336                 nice = -20;
5337         if (nice > 19)
5338                 nice = 19;
5339
5340         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5341                 return -EPERM;
5342
5343         retval = security_task_setnice(current, nice);
5344         if (retval)
5345                 return retval;
5346
5347         set_user_nice(current, nice);
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 #endif
5352
5353 /**
5354  * task_prio - return the priority value of a given task.
5355  * @p: the task in question.
5356  *
5357  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5358  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5359  * around 0, value goes from -16 to +15.
5360  */
5361 int task_prio(const struct task_struct *p)
5362 {
5363         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5364 }
5365
5366 /**
5367  * task_nice - return the nice value of a given task.
5368  * @p: the task in question.
5369  */
5370 int task_nice(const struct task_struct *p)
5371 {
5372         return TASK_NICE(p);
5373 }
5374 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5375
5376 /**
5377  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5378  * @cpu: the processor in question.
5379  */
5380 int idle_cpu(int cpu)
5381 {
5382         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5383
5384         if (rq->curr != rq->idle)
5385                 return 0;
5386
5387         if (rq->nr_running)
5388                 return 0;
5389
5390 #ifdef CONFIG_SMP
5391         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
5392                 return 0;
5393 #endif
5394
5395         return 1;
5396 }
5397
5398 /**
5399  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5400  * @cpu: the processor in question.
5401  */
5402 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5403 {
5404         return cpu_rq(cpu)->idle;
5405 }
5406
5407 /**
5408  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5409  * @pid: the pid in question.
5410  */
5411 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5412 {
5413         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5414 }
5415
5416 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5417 static void
5418 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5419 {
5420         p->policy = policy;
5421         p->rt_priority = prio;
5422         p->normal_prio = normal_prio(p);
5423         /* we are holding p->pi_lock already */
5424         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5425         if (rt_prio(p->prio))
5426                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5427         else
5428                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5429         set_load_weight(p);
5430 }
5431
5432 /*
5433  * check the target process has a UID that matches the current process's
5434  */
5435 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5436 {
5437         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5438         bool match;
5439
5440         rcu_read_lock();
5441         pcred = __task_cred(p);
5442         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
5443                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
5444                          cred->euid == pcred->uid);
5445         else
5446                 match = false;
5447         rcu_read_unlock();
5448         return match;
5449 }
5450
5451 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5452                                 const struct sched_param *param, bool user)
5453 {
5454         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5455         unsigned long flags;
5456         const struct sched_class *prev_class;
5457         struct rq *rq;
5458         int reset_on_fork;
5459
5460         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5461         BUG_ON(in_interrupt());
5462 recheck:
5463         /* double check policy once rq lock held */
5464         if (policy < 0) {
5465                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5466                 policy = oldpolicy = p->policy;
5467         } else {
5468                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
5469                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5470
5471                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5472                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5473                                 policy != SCHED_IDLE)
5474                         return -EINVAL;
5475         }
5476
5477         /*
5478          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5479          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5480          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5481          */
5482         if (param->sched_priority < 0 ||
5483             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5484             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5485                 return -EINVAL;
5486         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5487                 return -EINVAL;
5488
5489         /*
5490          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5491          */
5492         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5493                 if (rt_policy(policy)) {
5494                         unsigned long rlim_rtprio =
5495                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5496
5497                         /* can't set/change the rt policy */
5498                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5499                                 return -EPERM;
5500
5501                         /* can't increase priority */
5502                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5503                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5504                                 return -EPERM;
5505                 }
5506
5507                 /*
5508                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5509                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5510                  */
5511                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
5512                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
5513                                 return -EPERM;
5514                 }
5515
5516                 /* can't change other user's priorities */
5517                 if (!check_same_owner(p))
5518                         return -EPERM;
5519
5520                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
5521                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5522                         return -EPERM;
5523         }
5524
5525         if (user) {
5526                 retval = security_task_setscheduler(p);
5527                 if (retval)
5528                         return retval;
5529         }
5530
5531         /*
5532          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5533          * changing the priority of the task:
5534          *
5535          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5536          * runqueue lock must be held.
5537          */
5538         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5539
5540         /*
5541          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
5542          */
5543         if (p == rq->stop) {
5544                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5545                 return -EINVAL;
5546         }
5547
5548         /*
5549          * If not changing anything there's no need to proceed further:
5550          */
5551         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
5552                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
5553
5554                 __task_rq_unlock(rq);
5555                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5556                 return 0;
5557         }
5558
5559 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5560         if (user) {
5561                 /*
5562                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5563                  * assigned.
5564                  */
5565                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5566                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5567                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5568                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5569                         return -EPERM;
5570                 }
5571         }
5572 #endif
5573
5574         /* recheck policy now with rq lock held */
5575         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5576                 policy = oldpolicy = -1;
5577                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5578                 goto recheck;
5579         }
5580         on_rq = p->on_rq;
5581         running = task_current(rq, p);
5582         if (on_rq)
5583                 deactivate_task(rq, p, 0);
5584         if (running)
5585                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5586
5587         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5588
5589         oldprio = p->prio;
5590         prev_class = p->sched_class;
5591         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5592
5593         if (running)
5594                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5595         if (on_rq)
5596                 activate_task(rq, p, 0);
5597
5598         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5599         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5600
5601         rt_mutex_adjust_pi(p);
5602
5603         return 0;
5604 }
5605
5606 /**
5607  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5608  * @p: the task in question.
5609  * @policy: new policy.
5610  * @param: structure containing the new RT priority.
5611  *
5612  * NOTE that the task may be already dead.
5613  */
5614 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5615                        const struct sched_param *param)
5616 {
5617         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5618 }
5619 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5620
5621 /**
5622  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5623  * @p: the task in question.
5624  * @policy: new policy.
5625  * @param: structure containing the new RT priority.
5626  *
5627  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5628  * current context has permission.  For example, this is needed in
5629  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5630  * but our caller might not have that capability.
5631  */
5632 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5633                                const struct sched_param *param)
5634 {
5635         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5636 }
5637
5638 static int
5639 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5640 {
5641         struct sched_param lparam;
5642         struct task_struct *p;
5643         int retval;
5644
5645         if (!param || pid < 0)
5646                 return -EINVAL;
5647         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5648                 return -EFAULT;
5649
5650         rcu_read_lock();
5651         retval = -ESRCH;
5652         p = find_process_by_pid(pid);
5653         if (p != NULL)
5654                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5655         rcu_read_unlock();
5656
5657         return retval;
5658 }
5659
5660 /**
5661  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5662  * @pid: the pid in question.
5663  * @policy: new policy.
5664  * @param: structure containing the new RT priority.
5665  */
5666 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5667                 struct sched_param __user *, param)
5668 {
5669         /* negative values for policy are not valid */
5670         if (policy < 0)
5671                 return -EINVAL;
5672
5673         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5674 }
5675
5676 /**
5677  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5678  * @pid: the pid in question.
5679  * @param: structure containing the new RT priority.
5680  */
5681 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5682 {
5683         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5684 }
5685
5686 /**
5687  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5688  * @pid: the pid in question.
5689  */
5690 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5691 {
5692         struct task_struct *p;
5693         int retval;
5694
5695         if (pid < 0)
5696                 return -EINVAL;
5697
5698         retval = -ESRCH;
5699         rcu_read_lock();
5700         p = find_process_by_pid(pid);
5701         if (p) {
5702                 retval = security_task_getscheduler(p);
5703                 if (!retval)
5704                         retval = p->policy
5705                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5706         }
5707         rcu_read_unlock();
5708         return retval;
5709 }
5710
5711 /**
5712  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5713  * @pid: the pid in question.
5714  * @param: structure containing the RT priority.
5715  */
5716 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5717 {
5718         struct sched_param lp;
5719         struct task_struct *p;
5720         int retval;
5721
5722         if (!param || pid < 0)
5723                 return -EINVAL;
5724
5725         rcu_read_lock();
5726         p = find_process_by_pid(pid);
5727         retval = -ESRCH;
5728         if (!p)
5729                 goto out_unlock;
5730
5731         retval = security_task_getscheduler(p);
5732         if (retval)
5733                 goto out_unlock;
5734
5735         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5736         rcu_read_unlock();
5737
5738         /*
5739          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5740          */
5741         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5742
5743         return retval;
5744
5745 out_unlock:
5746         rcu_read_unlock();
5747         return retval;
5748 }
5749
5750 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5751 {
5752         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5753         struct task_struct *p;
5754         int retval;
5755
5756         get_online_cpus();
5757         rcu_read_lock();
5758
5759         p = find_process_by_pid(pid);
5760         if (!p) {
5761                 rcu_read_unlock();
5762                 put_online_cpus();
5763                 return -ESRCH;
5764         }
5765
5766         /* Prevent p going away */
5767         get_task_struct(p);
5768         rcu_read_unlock();
5769
5770         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5771                 retval = -ENOMEM;
5772                 goto out_put_task;
5773         }
5774         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5775                 retval = -ENOMEM;
5776                 goto out_free_cpus_allowed;
5777         }
5778         retval = -EPERM;
5779         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
5780                 goto out_unlock;
5781
5782         retval = security_task_setscheduler(p);
5783         if (retval)
5784                 goto out_unlock;
5785
5786         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5787         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5788 again:
5789         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
5790
5791         if (!retval) {
5792                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5793                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5794                         /*
5795                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5796                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5797                          * cpuset's cpus_allowed
5798                          */
5799                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5800                         goto again;
5801                 }
5802         }
5803 out_unlock:
5804         free_cpumask_var(new_mask);
5805 out_free_cpus_allowed:
5806         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5807 out_put_task:
5808         put_task_struct(p);
5809         put_online_cpus();
5810         return retval;
5811 }
5812
5813 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5814                              struct cpumask *new_mask)
5815 {
5816         if (len < cpumask_size())
5817                 cpumask_clear(new_mask);
5818         else if (len > cpumask_size())
5819                 len = cpumask_size();
5820
5821         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5822 }
5823
5824 /**
5825  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5826  * @pid: pid of the process
5827  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5828  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5829  */
5830 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5831                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5832 {
5833         cpumask_var_t new_mask;
5834         int retval;
5835
5836         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5837                 return -ENOMEM;
5838
5839         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5840         if (retval == 0)
5841                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5842         free_cpumask_var(new_mask);
5843         return retval;
5844 }
5845
5846 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5847 {
5848         struct task_struct *p;
5849         unsigned long flags;
5850         int retval;
5851
5852         get_online_cpus();
5853         rcu_read_lock();
5854
5855         retval = -ESRCH;
5856         p = find_process_by_pid(pid);
5857         if (!p)
5858                 goto out_unlock;
5859
5860         retval = security_task_getscheduler(p);
5861         if (retval)
5862                 goto out_unlock;
5863
5864         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5865         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
5866         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5867
5868 out_unlock:
5869         rcu_read_unlock();
5870         put_online_cpus();
5871
5872         return retval;
5873 }
5874
5875 /**
5876  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5877  * @pid: pid of the process
5878  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5879  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5880  */
5881 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5882                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5883 {
5884         int ret;
5885         cpumask_var_t mask;
5886
5887         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5888                 return -EINVAL;
5889         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5890                 return -EINVAL;
5891
5892         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5893                 return -ENOMEM;
5894
5895         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5896         if (ret == 0) {
5897                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
5898
5899                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5900                         ret = -EFAULT;
5901                 else
5902                         ret = retlen;
5903         }
5904         free_cpumask_var(mask);
5905
5906         return ret;
5907 }
5908
5909 /**
5910  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5911  *
5912  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5913  * other threads running on this CPU then this function will return.
5914  */
5915 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5916 {
5917         struct rq *rq = this_rq_lock();
5918
5919         schedstat_inc(rq, yld_count);
5920         current->sched_class->yield_task(rq);
5921
5922         /*
5923          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5924          * no need to preempt or enable interrupts:
5925          */
5926         __release(rq->lock);
5927         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5928         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
5929         preempt_enable_no_resched();
5930
5931         schedule();
5932
5933         return 0;
5934 }
5935
5936 static inline int should_resched(void)
5937 {
5938         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
5939 }
5940
5941 static void __cond_resched(void)
5942 {
5943         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5944         __schedule();
5945         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5946 }
5947
5948 int __sched _cond_resched(void)
5949 {
5950         if (should_resched()) {
5951                 __cond_resched();
5952                 return 1;
5953         }
5954         return 0;
5955 }
5956 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5957
5958 /*
5959  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5960  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5961  *
5962  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5963  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5964  * spin_unlock(), once by hand).
5965  */
5966 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5967 {
5968         int resched = should_resched();
5969         int ret = 0;
5970
5971         lockdep_assert_held(lock);
5972
5973         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5974                 spin_unlock(lock);
5975                 if (resched)
5976                         __cond_resched();
5977                 else
5978                         cpu_relax();
5979                 ret = 1;
5980                 spin_lock(lock);
5981         }
5982         return ret;
5983 }
5984 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5985
5986 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5987 {
5988         BUG_ON(!in_softirq());
5989
5990         if (should_resched()) {
5991                 local_bh_enable();
5992                 __cond_resched();
5993                 local_bh_disable();
5994                 return 1;
5995         }
5996         return 0;
5997 }
5998 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5999
6000 /**
6001  * yield - yield the current processor to other threads.
6002  *
6003  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6004  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6005  */
6006 void __sched yield(void)
6007 {
6008         set_current_state(TASK_RUNNING);
6009         sys_sched_yield();
6010 }
6011 EXPORT_SYMBOL(yield);
6012
6013 /**
6014  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6015  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6016  * processor it's on.
6017  * @p: target task
6018  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6019  *
6020  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6021  * can't go away on us before we can do any checks.
6022  *
6023  * Returns true if we indeed boosted the target task.
6024  */
6025 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6026 {
6027         struct task_struct *curr = current;
6028         struct rq *rq, *p_rq;
6029         unsigned long flags;
6030         bool yielded = 0;
6031
6032         local_irq_save(flags);
6033         rq = this_rq();
6034
6035 again:
6036         p_rq = task_rq(p);
6037         double_rq_lock(rq, p_rq);
6038         while (task_rq(p) != p_rq) {
6039                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6040                 goto again;
6041         }
6042
6043         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6044                 goto out;
6045
6046         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6047                 goto out;
6048
6049         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6050                 goto out;
6051
6052         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
6053         if (yielded) {
6054                 schedstat_inc(rq, yld_count);
6055                 /*
6056                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6057                  * fairness.
6058                  */
6059                 if (preempt && rq != p_rq)
6060                         resched_task(p_rq->curr);
6061         }
6062
6063 out:
6064         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6065         local_irq_restore(flags);
6066
6067         if (yielded)
6068                 schedule();
6069
6070         return yielded;
6071 }
6072 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6073
6074 /*
6075  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6076  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6077  */
6078 void __sched io_schedule(void)
6079 {
6080         struct rq *rq = raw_rq();
6081
6082         delayacct_blkio_start();
6083         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6084         blk_flush_plug(current);
6085         current->in_iowait = 1;
6086         schedule();
6087         current->in_iowait = 0;
6088         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6089         delayacct_blkio_end();
6090 }
6091 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6092
6093 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6094 {
6095         struct rq *rq = raw_rq();
6096         long ret;
6097
6098         delayacct_blkio_start();
6099         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6100         blk_flush_plug(current);
6101         current->in_iowait = 1;
6102         ret = schedule_timeout(timeout);
6103         current->in_iowait = 0;
6104         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6105         delayacct_blkio_end();
6106         return ret;
6107 }
6108
6109 /**
6110  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6111  * @policy: scheduling class.
6112  *
6113  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6114  * by a given scheduling class.
6115  */
6116 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6117 {
6118         int ret = -EINVAL;
6119
6120         switch (policy) {
6121         case SCHED_FIFO:
6122         case SCHED_RR:
6123                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6124                 break;
6125         case SCHED_NORMAL:
6126         case SCHED_BATCH:
6127         case SCHED_IDLE:
6128                 ret = 0;
6129                 break;
6130         }
6131         return ret;
6132 }
6133
6134 /**
6135  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6136  * @policy: scheduling class.
6137  *
6138  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6139  * by a given scheduling class.
6140  */
6141 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6142 {
6143         int ret = -EINVAL;
6144
6145         switch (policy) {
6146         case SCHED_FIFO:
6147         case SCHED_RR:
6148                 ret = 1;
6149                 break;
6150         case SCHED_NORMAL:
6151         case SCHED_BATCH:
6152         case SCHED_IDLE:
6153                 ret = 0;
6154         }
6155         return ret;
6156 }
6157
6158 /**
6159  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6160  * @pid: pid of the process.
6161  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6162  *
6163  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6164  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6165  */
6166 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6167                 struct timespec __user *, interval)
6168 {
6169         struct task_struct *p;
6170         unsigned int time_slice;
6171         unsigned long flags;
6172         struct rq *rq;
6173         int retval;
6174         struct timespec t;
6175
6176         if (pid < 0)
6177                 return -EINVAL;
6178
6179         retval = -ESRCH;
6180         rcu_read_lock();
6181         p = find_process_by_pid(pid);
6182         if (!p)
6183                 goto out_unlock;
6184
6185         retval = security_task_getscheduler(p);
6186         if (retval)
6187                 goto out_unlock;
6188
6189         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6190         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6191         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6192
6193         rcu_read_unlock();
6194         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6195         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6196         return retval;
6197
6198 out_unlock:
6199         rcu_read_unlock();
6200         return retval;
6201 }
6202
6203 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6204
6205 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6206 {
6207         unsigned long free = 0;
6208         unsigned state;
6209
6210         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6211         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
6212                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6213 #if BITS_PER_LONG == 32
6214         if (state == TASK_RUNNING)
6215                 printk(KERN_CONT " running  ");
6216         else
6217                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6218 #else
6219         if (state == TASK_RUNNING)
6220                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6221         else
6222                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6223 #endif
6224 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6225         free = stack_not_used(p);
6226 #endif
6227         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6228                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6229                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6230
6231         show_stack(p, NULL);
6232 }
6233
6234 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6235 {
6236         struct task_struct *g, *p;
6237
6238 #if BITS_PER_LONG == 32
6239         printk(KERN_INFO
6240                 "  task                PC stack   pid father\n");
6241 #else
6242         printk(KERN_INFO
6243                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6244 #endif
6245         rcu_read_lock();
6246         do_each_thread(g, p) {
6247                 /*
6248                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6249                  * console might take a lot of time:
6250                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6251                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6252                  * an IPI.
6253                  */
6254                 touch_nmi_watchdog();
6255                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6256                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6257                         sched_show_task(p);
6258         } while_each_thread(g, p);
6259
6260 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6261         sysrq_sched_debug_show();
6262 #endif
6263         rcu_read_unlock();
6264         /*
6265          * Only show locks if all tasks are dumped:
6266          */
6267         if (!state_filter)
6268                 debug_show_all_locks();
6269 }
6270
6271 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6272 {
6273         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6274 }
6275
6276 /**
6277  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6278  * @idle: task in question
6279  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6280  *
6281  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6282  * flag, to make booting more robust.
6283  */
6284 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6285 {
6286         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6287         unsigned long flags;
6288
6289         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6290
6291         __sched_fork(idle);
6292         idle->state = TASK_RUNNING;
6293         idle->se.exec_start = sched_clock();
6294
6295         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
6296         /*
6297          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6298          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
6299          * lockdep check in task_group() will fail.
6300          *
6301          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6302          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6303          *
6304          * Silence PROVE_RCU
6305          */
6306         rcu_read_lock();
6307         __set_task_cpu(idle, cpu);
6308         rcu_read_unlock();
6309
6310         rq->curr = rq->idle = idle;
6311 #if defined(CONFIG_SMP)
6312         idle->on_cpu = 1;
6313 #endif
6314         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6315
6316         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6317         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6318
6319         /*
6320          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6321          */
6322         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6323         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6324 #if defined(CONFIG_SMP)
6325         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6326 #endif
6327 }
6328
6329 /*
6330  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6331  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6332  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6333  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6334  * number of CPUs.
6335  *
6336  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6337  */
6338 static int get_update_sysctl_factor(void)
6339 {
6340         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
6341         unsigned int factor;
6342
6343         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
6344         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
6345                 factor = 1;
6346                 break;
6347         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
6348                 factor = cpus;
6349                 break;
6350         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
6351         default:
6352                 factor = 1 + ilog2(cpus);
6353                 break;
6354         }
6355
6356         return factor;
6357 }
6358
6359 static void update_sysctl(void)
6360 {
6361         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
6362
6363 #define SET_SYSCTL(name) \
6364         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
6365         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
6366         SET_SYSCTL(sched_latency);
6367         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
6368 #undef SET_SYSCTL
6369 }
6370
6371 static inline void sched_init_granularity(void)
6372 {
6373         update_sysctl();
6374 }
6375
6376 #ifdef CONFIG_SMP
6377 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6378 {
6379         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
6380                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6381
6382         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6383         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6384 }
6385
6386 /*
6387  * This is how migration works:
6388  *
6389  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
6390  *    stop_one_cpu().
6391  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
6392  *    off the CPU)
6393  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
6394  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6395  *    it and puts it into the right queue.
6396  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
6397  *    is done.
6398  */
6399
6400 /*
6401  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6402  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6403  * is removed from the allowed bitmask.
6404  *
6405  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6406  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6407  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6408  */
6409 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6410 {
6411         unsigned long flags;
6412         struct rq *rq;
6413         unsigned int dest_cpu;
6414         int ret = 0;
6415
6416         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6417
6418         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
6419                 goto out;
6420
6421         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
6422                 ret = -EINVAL;
6423                 goto out;
6424         }
6425
6426         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
6427                 ret = -EINVAL;
6428                 goto out;
6429         }
6430
6431         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
6432
6433         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6434         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6435                 goto out;
6436
6437         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
6438         if (p->on_rq) {
6439                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
6440                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6441                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6442                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
6443                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6444                 return 0;
6445         }
6446 out:
6447         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6448
6449         return ret;
6450 }
6451 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6452
6453 /*
6454  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6455  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6456  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6457  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6458  *
6459  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6460  * as the task is no longer on this CPU.
6461  *
6462  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6463  */
6464 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6465 {
6466         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6467         int ret = 0;
6468
6469         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6470                 return ret;
6471
6472         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6473         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6474
6475         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6476         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6477         /* Already moved. */
6478         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6479                 goto done;
6480         /* Affinity changed (again). */
6481         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
6482                 goto fail;
6483
6484         /*
6485          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
6486          * placed properly.
6487          */
6488         if (p->on_rq) {
6489                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6490                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
6491                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6492                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6493         }
6494 done:
6495         ret = 1;
6496 fail:
6497         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6498         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6499         return ret;
6500 }
6501
6502 /*
6503  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
6504  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
6505  * 'pushing' onto another runqueue.
6506  */
6507 static int migration_cpu_stop(void *data)
6508 {
6509         struct migration_arg *arg = data;
6510
6511         /*
6512          * The original target cpu might have gone down and we might
6513          * be on another cpu but it doesn't matter.
6514          */
6515         local_irq_disable();
6516         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
6517         local_irq_enable();
6518         return 0;
6519 }
6520
6521 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6522
6523 /*
6524  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6525  * offline.
6526  */
6527 void idle_task_exit(void)
6528 {
6529         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6530
6531         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6532
6533         if (mm != &init_mm)
6534                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6535         mmdrop(mm);
6536 }
6537
6538 /*
6539  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6540  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6541  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6542  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6543  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6544  */
6545 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6546 {
6547         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
6548
6549         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6550         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6551 }
6552
6553 /*
6554  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
6555  */
6556 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
6557 {
6558         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
6559         rq->calc_load_active = 0;
6560 }
6561
6562 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6563 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6564 {
6565         struct cfs_rq *cfs_rq;
6566
6567         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6568                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6569
6570                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6571                         continue;
6572
6573                 /*
6574                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6575                  * there's some valid quota amount
6576                  */
6577                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
6578                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6579                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6580         }
6581 }
6582 #endif
6583
6584 /*
6585  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6586  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6587  *
6588  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6589  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6590  * because of lock validation efforts.
6591  */
6592 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
6593 {
6594         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6595         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6596         int dest_cpu;
6597
6598         /*
6599          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6600          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6601          *
6602          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6603          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6604          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6605          * done here.
6606          */
6607         rq->stop = NULL;
6608
6609         for ( ; ; ) {
6610                 /*
6611                  * There's this thread running, bail when that's the only
6612                  * remaining thread.
6613                  */
6614                 if (rq->nr_running == 1)
6615                         break;
6616
6617                 next = pick_next_task(rq);
6618                 BUG_ON(!next);
6619                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6620
6621                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6622                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
6623                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
6624
6625                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
6626
6627                 raw_spin_lock(&rq->lock);
6628         }
6629
6630         rq->stop = stop;
6631 }
6632
6633 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6634
6635 #if !defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
6636 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6637 #endif
6638
6639 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6640
6641 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6642         {
6643                 .procname       = "sched_domain",
6644                 .mode           = 0555,
6645         },
6646         {}
6647 };
6648
6649 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6650         {
6651                 .procname       = "kernel",
6652                 .mode           = 0555,
6653                 .child          = sd_ctl_dir,
6654         },
6655         {}
6656 };
6657
6658 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6659 {
6660         struct ctl_table *entry =
6661                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6662
6663         return entry;
6664 }
6665
6666 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6667 {
6668         struct ctl_table *entry;
6669
6670         /*
6671          * In the intermediate directories, both the child directory and
6672          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6673          * will always be set. In the lowest directory the names are
6674          * static strings and all have proc handlers.
6675          */
6676         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6677                 if (entry->child)
6678                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6679                 if (entry->proc_handler == NULL)
6680                         kfree(entry->procname);
6681         }
6682
6683         kfree(*tablep);
6684         *tablep = NULL;
6685 }
6686
6687 static int min_load_idx = 0;
6688 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
6689
6690 static void
6691 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6692                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6693                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler,
6694                 bool load_idx)
6695 {
6696         entry->procname = procname;
6697         entry->data = data;
6698         entry->maxlen = maxlen;
6699         entry->mode = mode;
6700         entry->proc_handler = proc_handler;
6701
6702         if (load_idx) {
6703                 entry->extra1 = &min_load_idx;
6704                 entry->extra2 = &max_load_idx;
6705         }
6706 }
6707
6708 static struct ctl_table *
6709 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6710 {
6711         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6712
6713         if (table == NULL)
6714                 return NULL;
6715
6716         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6717                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6718         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6719                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6720         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6721                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6722         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6723                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6724         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6725                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6726         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6727                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6728         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6729                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6730         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6731                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6732         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6733                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6734         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6735                 &sd->cache_nice_tries,
6736                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6737         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6738                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6739         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6740                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
6741         /* &table[12] is terminator */
6742
6743         return table;
6744 }
6745
6746 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6747 {
6748         struct ctl_table *entry, *table;
6749         struct sched_domain *sd;
6750         int domain_num = 0, i;
6751         char buf[32];
6752
6753         for_each_domain(cpu, sd)
6754                 domain_num++;
6755         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6756         if (table == NULL)
6757                 return NULL;
6758
6759         i = 0;
6760         for_each_domain(cpu, sd) {
6761                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6762                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6763                 entry->mode = 0555;
6764                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6765                 entry++;
6766                 i++;
6767         }
6768         return table;
6769 }
6770
6771 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6772 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6773 {
6774         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
6775         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6776         char buf[32];
6777
6778         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6779         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6780
6781         if (entry == NULL)
6782                 return;
6783
6784         for_each_possible_cpu(i) {
6785                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6786                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6787                 entry->mode = 0555;
6788                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6789                 entry++;
6790         }
6791
6792         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6793         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6794 }
6795
6796 /* may be called multiple times per register */
6797 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6798 {
6799         if (sd_sysctl_header)
6800                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6801         sd_sysctl_header = NULL;
6802         if (sd_ctl_dir[0].child)
6803                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6804 }
6805 #else
6806 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6807 {
6808 }
6809 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6810 {
6811 }
6812 #endif
6813
6814 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6815 {
6816         if (!rq->online) {
6817                 const struct sched_class *class;
6818
6819                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6820                 rq->online = 1;
6821
6822                 for_each_class(class) {
6823                         if (class->rq_online)
6824                                 class->rq_online(rq);
6825                 }
6826         }
6827 }
6828
6829 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6830 {
6831         if (rq->online) {
6832                 const struct sched_class *class;
6833
6834                 for_each_class(class) {
6835                         if (class->rq_offline)
6836                                 class->rq_offline(rq);
6837                 }
6838
6839                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6840                 rq->online = 0;
6841         }
6842 }
6843
6844 /*
6845  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6846  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6847  */
6848 static int __cpuinit
6849 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6850 {
6851         int cpu = (long)hcpu;
6852         unsigned long flags;
6853         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6854
6855         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6856
6857         case CPU_UP_PREPARE:
6858                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
6859                 break;
6860
6861         case CPU_ONLINE:
6862                 /* Update our root-domain */
6863                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6864                 if (rq->rd) {
6865                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6866
6867                         set_rq_online(rq);
6868                 }
6869                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6870                 break;
6871
6872 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6873         case CPU_DYING:
6874                 sched_ttwu_pending();
6875                 /* Update our root-domain */
6876                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6877                 if (rq->rd) {
6878                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6879                         set_rq_offline(rq);
6880                 }
6881                 migrate_tasks(cpu);
6882                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
6883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6884
6885                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6886                 calc_global_load_remove(rq);
6887                 break;
6888 #endif
6889         }
6890
6891         update_max_interval();
6892
6893         return NOTIFY_OK;
6894 }
6895
6896 /*
6897  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6898  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
6899  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
6900  */
6901 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6902         .notifier_call = migration_call,
6903         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
6904 };
6905
6906 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
6907                                       unsigned long action, void *hcpu)
6908 {
6909         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6910         case CPU_ONLINE:
6911         case CPU_DOWN_FAILED:
6912                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
6913                 return NOTIFY_OK;
6914         default:
6915                 return NOTIFY_DONE;
6916         }
6917 }
6918
6919 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
6920                                         unsigned long action, void *hcpu)
6921 {
6922         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6923         case CPU_DOWN_PREPARE:
6924                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
6925                 return NOTIFY_OK;
6926         default:
6927                 return NOTIFY_DONE;
6928         }
6929 }
6930
6931 static int __init migration_init(void)
6932 {
6933         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6934         int err;
6935
6936         /* Initialize migration for the boot CPU */
6937         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6938         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6939         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6940         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6941
6942         /* Register cpu active notifiers */
6943         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6944         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
6945
6946         return 0;
6947 }
6948 early_initcall(migration_init);
6949 #endif
6950
6951 #ifdef CONFIG_SMP
6952
6953 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
6954
6955 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6956
6957 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
6958
6959 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
6960 {
6961         sched_domain_debug_enabled = 1;
6962
6963         return 0;
6964 }
6965 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
6966
6967 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6968                                   struct cpumask *groupmask)
6969 {
6970         struct sched_group *group = sd->groups;
6971         char str[256];
6972
6973         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
6974         cpumask_clear(groupmask);
6975
6976         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6977
6978         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6979                 printk("does not load-balance\n");
6980                 if (sd->parent)
6981                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6982                                         " has parent");
6983                 return -1;
6984         }
6985
6986         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
6987
6988         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
6989                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
6990                                 "CPU%d\n", cpu);
6991         }
6992         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
6993                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
6994                                 " CPU%d\n", cpu);
6995         }
6996
6997         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
6998         do {
6999                 if (!group) {
7000                         printk("\n");
7001                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
7002                         break;
7003                 }
7004
7005                 if (!group->sgp->power) {
7006                         printk(KERN_CONT "\n");
7007                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
7008                                         "set\n");
7009                         break;
7010                 }
7011
7012                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
7013                         printk(KERN_CONT "\n");
7014                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
7015                         break;
7016                 }
7017
7018                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
7019                         printk(KERN_CONT "\n");
7020                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
7021                         break;
7022                 }
7023
7024                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
7025
7026                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
7027
7028                 printk(KERN_CONT " %s", str);
7029                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
7030                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
7031                                 group->sgp->power);
7032                 }
7033
7034                 group = group->next;
7035         } while (group != sd->groups);
7036         printk(KERN_CONT "\n");
7037
7038         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
7039                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
7040
7041         if (sd->parent &&
7042             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
7043                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
7044                         "of domain->span\n");
7045         return 0;
7046 }
7047
7048 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
7049 {
7050         int level = 0;
7051
7052         if (!sched_domain_debug_enabled)
7053                 return;
7054
7055         if (!sd) {
7056                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
7057                 return;
7058         }
7059
7060         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
7061
7062         for (;;) {
7063                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
7064                         break;
7065                 level++;
7066                 sd = sd->parent;
7067                 if (!sd)
7068                         break;
7069         }
7070 }
7071 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
7072 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
7073 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
7074
7075 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
7076 {
7077         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
7078                 return 1;
7079
7080         /* Following flags need at least 2 groups */
7081         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
7082                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
7083                          SD_BALANCE_FORK |
7084                          SD_BALANCE_EXEC |
7085                          SD_SHARE_CPUPOWER |
7086                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
7087                 if (sd->groups != sd->groups->next)
7088                         return 0;
7089         }
7090
7091         /* Following flags don't use groups */
7092         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
7093                 return 0;
7094
7095         return 1;
7096 }
7097
7098 static int
7099 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
7100 {
7101         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
7102
7103         if (sd_degenerate(parent))
7104                 return 1;
7105
7106         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
7107                 return 0;
7108
7109         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
7110         if (parent->groups == parent->groups->next) {
7111                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
7112                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
7113                                 SD_BALANCE_FORK |
7114                                 SD_BALANCE_EXEC |
7115                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
7116                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
7117                 if (nr_node_ids == 1)
7118                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
7119         }
7120         if (~cflags & pflags)
7121                 return 0;
7122
7123         return 1;
7124 }
7125
7126 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
7127 {
7128         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
7129
7130         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
7131         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7132         free_cpumask_var(rd->online);
7133         free_cpumask_var(rd->span);
7134         kfree(rd);
7135 }
7136
7137 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
7138 {
7139         struct root_domain *old_rd = NULL;
7140         unsigned long flags;
7141
7142         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7143
7144         if (rq->rd) {
7145                 old_rd = rq->rd;
7146
7147                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
7148                         set_rq_offline(rq);
7149
7150                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
7151
7152                 /*
7153                  * If we dont want to free the old_rt yet then
7154                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
7155                  * in this function:
7156                  */
7157                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
7158                         old_rd = NULL;
7159         }
7160
7161         atomic_inc(&rd->refcount);
7162         rq->rd = rd;
7163
7164         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
7165         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
7166                 set_rq_online(rq);
7167
7168         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7169
7170         if (old_rd)
7171                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
7172 }
7173
7174 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
7175 {
7176         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
7177
7178         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
7179                 goto out;
7180         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
7181                 goto free_span;
7182         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
7183                 goto free_online;
7184
7185         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
7186                 goto free_rto_mask;
7187         return 0;
7188
7189 free_rto_mask:
7190         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7191 free_online:
7192         free_cpumask_var(rd->online);
7193 free_span:
7194         free_cpumask_var(rd->span);
7195 out:
7196         return -ENOMEM;
7197 }
7198
7199 static void init_defrootdomain(void)
7200 {
7201         init_rootdomain(&def_root_domain);
7202
7203         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
7204 }
7205
7206 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
7207 {
7208         struct root_domain *rd;
7209
7210         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
7211         if (!rd)
7212                 return NULL;
7213
7214         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
7215                 kfree(rd);
7216                 return NULL;
7217         }
7218
7219         return rd;
7220 }
7221
7222 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
7223 {
7224         struct sched_group *tmp, *first;
7225
7226         if (!sg)
7227                 return;
7228
7229         first = sg;
7230         do {
7231                 tmp = sg->next;
7232
7233                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
7234                         kfree(sg->sgp);
7235
7236                 kfree(sg);
7237                 sg = tmp;
7238         } while (sg != first);
7239 }
7240
7241 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
7242 {
7243         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
7244
7245         /*
7246          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
7247          * nuke them all.
7248          */
7249         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7250                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
7251         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
7252                 kfree(sd->groups->sgp);
7253                 kfree(sd->groups);
7254         }
7255         kfree(sd);
7256 }
7257
7258 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
7259 {
7260         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
7261 }
7262
7263 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
7264 {
7265         for (; sd; sd = sd->parent)
7266                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
7267 }
7268
7269 /*
7270  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
7271  * hold the hotplug lock.
7272  */
7273 static void
7274 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
7275 {
7276         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7277         struct sched_domain *tmp;
7278
7279         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
7280         for (tmp = sd; tmp; ) {
7281                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
7282                 if (!parent)
7283                         break;
7284
7285                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
7286                         tmp->parent = parent->parent;
7287                         if (parent->parent)
7288                                 parent->parent->child = tmp;
7289                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
7290                 } else
7291                         tmp = tmp->parent;
7292         }
7293
7294         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
7295                 tmp = sd;
7296                 sd = sd->parent;
7297                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
7298                 if (sd)
7299                         sd->child = NULL;
7300         }
7301
7302         sched_domain_debug(sd, cpu);
7303
7304         rq_attach_root(rq, rd);
7305         tmp = rq->sd;
7306         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
7307         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
7308 }
7309
7310 /* cpus with isolated domains */
7311 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
7312
7313 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
7314 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
7315 {
7316         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
7317         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
7318         return 1;
7319 }
7320
7321 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
7322
7323 #ifdef CONFIG_NUMA
7324
7325 /**
7326  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
7327  * @node: node whose sched_domain we're building
7328  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
7329  *
7330  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
7331  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
7332  *
7333  * Should use nodemask_t.
7334  */
7335 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
7336 {
7337         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
7338
7339         min_val = INT_MAX;
7340
7341         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7342                 /* Start at @node */
7343                 n = (node + i) % nr_node_ids;
7344
7345                 if (!nr_cpus_node(n))
7346                         continue;
7347
7348                 /* Skip already used nodes */
7349                 if (node_isset(n, *used_nodes))
7350                         continue;
7351
7352                 /* Simple min distance search */
7353                 val = node_distance(node, n);
7354
7355                 if (val < min_val) {
7356                         min_val = val;
7357                         best_node = n;
7358                 }
7359         }
7360
7361         if (best_node != -1)
7362                 node_set(best_node, *used_nodes);
7363         return best_node;
7364 }
7365
7366 /**
7367  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7368  * @node: node whose cpumask we're constructing
7369  * @span: resulting cpumask
7370  *
7371  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7372  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7373  * out optimally.
7374  */
7375 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7376 {
7377         nodemask_t used_nodes;
7378         int i;
7379
7380         cpumask_clear(span);
7381         nodes_clear(used_nodes);
7382
7383         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7384         node_set(node, used_nodes);
7385
7386         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7387                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7388                 if (next_node < 0)
7389                         break;
7390                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7391         }
7392 }
7393
7394 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
7395 {
7396         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7397
7398         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
7399
7400         return sched_domains_tmpmask;
7401 }
7402
7403 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
7404 {
7405         return cpu_possible_mask;
7406 }
7407 #endif /* CONFIG_NUMA */
7408
7409 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
7410 {
7411         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
7412 }
7413
7414 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7415
7416 struct sd_data {
7417         struct sched_domain **__percpu sd;
7418         struct sched_group **__percpu sg;
7419         struct sched_group_power **__percpu sgp;
7420 };
7421
7422 struct s_data {
7423         struct sched_domain ** __percpu sd;
7424         struct root_domain      *rd;
7425 };
7426
7427 enum s_alloc {
7428         sa_rootdomain,
7429         sa_sd,
7430         sa_sd_storage,
7431         sa_none,
7432 };
7433
7434 struct sched_domain_topology_level;
7435
7436 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
7437 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
7438
7439 #define SDTL_OVERLAP    0x01
7440
7441 struct sched_domain_topology_level {
7442         sched_domain_init_f init;
7443         sched_domain_mask_f mask;
7444         int                 flags;
7445         struct sd_data      data;
7446 };
7447
7448 static int
7449 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7450 {
7451         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
7452         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7453         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
7454         struct sd_data *sdd = sd->private;
7455         struct sched_domain *child;
7456         int i;
7457
7458         cpumask_clear(covered);
7459
7460         for_each_cpu(i, span) {
7461                 struct cpumask *sg_span;
7462
7463                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7464                         continue;
7465
7466                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7467                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7468
7469                 if (!sg)
7470                         goto fail;
7471
7472                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
7473
7474                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
7475                 if (child->child) {
7476                         child = child->child;
7477                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
7478                 } else
7479                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
7480
7481                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
7482
7483                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
7484                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
7485
7486                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
7487                         groups = sg;
7488
7489                 if (!first)
7490                         first = sg;
7491                 if (last)
7492                         last->next = sg;
7493                 last = sg;
7494                 last->next = first;
7495         }
7496         sd->groups = groups;
7497
7498         return 0;
7499
7500 fail:
7501         free_sched_groups(first, 0);
7502
7503         return -ENOMEM;
7504 }
7505
7506 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
7507 {
7508         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
7509         struct sched_domain *child = sd->child;
7510
7511         if (child)
7512                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
7513
7514         if (sg) {
7515                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
7516                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
7517                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
7518         }
7519
7520         return cpu;
7521 }
7522
7523 /*
7524  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
7525  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7526  * and ->cpu_power to 0.
7527  *
7528  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
7529  */
7530 static int
7531 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7532 {
7533         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7534         struct sd_data *sdd = sd->private;
7535         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7536         struct cpumask *covered;
7537         int i;
7538
7539         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
7540         atomic_inc(&sd->groups->ref);
7541
7542         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
7543                 return 0;
7544
7545         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7546         covered = sched_domains_tmpmask;
7547
7548         cpumask_clear(covered);
7549
7550         for_each_cpu(i, span) {
7551                 struct sched_group *sg;
7552                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
7553                 int j;
7554
7555                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7556                         continue;
7557
7558                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
7559                 sg->sgp->power = 0;
7560
7561                 for_each_cpu(j, span) {
7562                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
7563                                 continue;
7564
7565                         cpumask_set_cpu(j, covered);
7566                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
7567                 }
7568
7569                 if (!first)
7570                         first = sg;
7571                 if (last)
7572                         last->next = sg;
7573                 last = sg;
7574         }
7575         last->next = first;
7576
7577         return 0;
7578 }
7579
7580 /*
7581  * Initialize sched groups cpu_power.
7582  *
7583  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
7584  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
7585  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
7586  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
7587  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
7588  * less cpu_power.
7589  */
7590 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
7591 {
7592         struct sched_group *sg = sd->groups;
7593
7594         WARN_ON(!sd || !sg);
7595
7596         do {
7597                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
7598                 sg = sg->next;
7599         } while (sg != sd->groups);
7600
7601         if (cpu != group_first_cpu(sg))
7602                 return;
7603
7604         update_group_power(sd, cpu);
7605 }
7606
7607 /*
7608  * Initializers for schedule domains
7609  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
7610  */
7611
7612 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7613 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
7614 #else
7615 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
7616 #endif
7617
7618 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
7619 static noinline struct sched_domain *                                   \
7620 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
7621 {                                                                       \
7622         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
7623         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
7624         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
7625         sd->private = &tl->data;                                        \
7626         return sd;                                                      \
7627 }
7628
7629 SD_INIT_FUNC(CPU)
7630 #ifdef CONFIG_NUMA
7631  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
7632  SD_INIT_FUNC(NODE)
7633 #endif
7634 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7635  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
7636 #endif
7637 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7638  SD_INIT_FUNC(MC)
7639 #endif
7640 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7641  SD_INIT_FUNC(BOOK)
7642 #endif
7643
7644 static int default_relax_domain_level = -1;
7645 int sched_domain_level_max;
7646
7647 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
7648 {
7649         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
7650                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
7651
7652         return 1;
7653 }
7654 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
7655
7656 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
7657                                  struct sched_domain_attr *attr)
7658 {
7659         int request;
7660
7661         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
7662                 if (default_relax_domain_level < 0)
7663                         return;
7664                 else
7665                         request = default_relax_domain_level;
7666         } else
7667                 request = attr->relax_domain_level;
7668         if (request < sd->level) {
7669                 /* turn off idle balance on this domain */
7670                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7671         } else {
7672                 /* turn on idle balance on this domain */
7673                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7674         }
7675 }
7676
7677 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
7678 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
7679
7680 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
7681                                  const struct cpumask *cpu_map)
7682 {
7683         switch (what) {
7684         case sa_rootdomain:
7685                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
7686                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
7687         case sa_sd:
7688                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
7689         case sa_sd_storage:
7690                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
7691         case sa_none:
7692                 break;
7693         }
7694 }
7695
7696 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
7697                                                    const struct cpumask *cpu_map)
7698 {
7699         memset(d, 0, sizeof(*d));
7700
7701         if (__sdt_alloc(cpu_map))
7702                 return sa_sd_storage;
7703         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7704         if (!d->sd)
7705                 return sa_sd_storage;
7706         d->rd = alloc_rootdomain();
7707         if (!d->rd)
7708                 return sa_sd;
7709         return sa_rootdomain;
7710 }
7711
7712 /*
7713  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
7714  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
7715  * will not free the data we're using.
7716  */
7717 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
7718 {
7719         struct sd_data *sdd = sd->private;
7720
7721         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
7722         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
7723
7724         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
7725                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
7726
7727         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
7728                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
7729 }
7730
7731 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7732 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
7733 {
7734         return topology_thread_cpumask(cpu);
7735 }
7736 #endif
7737
7738 /*
7739  * Topology list, bottom-up.
7740  */
7741 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
7742 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7743         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
7744 #endif
7745 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7746         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
7747 #endif
7748 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7749         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
7750 #endif
7751         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
7752 #ifdef CONFIG_NUMA
7753         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
7754         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
7755 #endif
7756         { NULL, },
7757 };
7758
7759 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
7760
7761 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7762 {
7763         struct sched_domain_topology_level *tl;
7764         int j;
7765
7766         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7767                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7768
7769                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7770                 if (!sdd->sd)
7771                         return -ENOMEM;
7772
7773                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7774                 if (!sdd->sg)
7775                         return -ENOMEM;
7776
7777                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
7778                 if (!sdd->sgp)
7779                         return -ENOMEM;
7780
7781                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7782                         struct sched_domain *sd;
7783                         struct sched_group *sg;
7784                         struct sched_group_power *sgp;
7785
7786                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7787                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7788                         if (!sd)
7789                                 return -ENOMEM;
7790
7791                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7792
7793                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7794                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7795                         if (!sg)
7796                                 return -ENOMEM;
7797
7798                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7799
7800                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
7801                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7802                         if (!sgp)
7803                                 return -ENOMEM;
7804
7805                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
7806                 }
7807         }
7808
7809         return 0;
7810 }
7811
7812 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7813 {
7814         struct sched_domain_topology_level *tl;
7815         int j;
7816
7817         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7818                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7819
7820                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7821                         struct sched_domain *sd;
7822
7823                         if (sdd->sd) {
7824                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7825                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7826                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
7827                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7828                         }
7829
7830                         if (sdd->sg)
7831                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7832                         if (sdd->sgp)
7833                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
7834                 }
7835                 free_percpu(sdd->sd);
7836                 sdd->sd = NULL;
7837                 free_percpu(sdd->sg);
7838                 sdd->sg = NULL;
7839                 free_percpu(sdd->sgp);
7840                 sdd->sgp = NULL;
7841         }
7842 }
7843
7844 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7845                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
7846                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
7847                 int cpu)
7848 {
7849         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
7850         if (!sd)
7851                 return child;
7852
7853         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7854         if (child) {
7855                 sd->level = child->level + 1;
7856                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7857                 child->parent = sd;
7858         }
7859         sd->child = child;
7860         set_domain_attribute(sd, attr);
7861
7862         return sd;
7863 }
7864
7865 /*
7866  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7867  * to the individual cpus
7868  */
7869 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7870                                struct sched_domain_attr *attr)
7871 {
7872         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
7873         struct sched_domain *sd;
7874         struct s_data d;
7875         int i, ret = -ENOMEM;
7876
7877         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7878         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7879                 goto error;
7880
7881         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7882         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7883                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7884
7885                 sd = NULL;
7886                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7887                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
7888                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7889                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7890                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7891                                 break;
7892                 }
7893
7894                 while (sd->child)
7895                         sd = sd->child;
7896
7897                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7898         }
7899
7900         /* Build the groups for the domains */
7901         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7902                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7903                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7904                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7905                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7906                                         goto error;
7907                         } else {
7908                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7909                                         goto error;
7910                         }
7911                 }
7912         }
7913
7914         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
7915         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7916                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7917                         continue;
7918
7919                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7920                         claim_allocations(i, sd);
7921                         init_sched_groups_power(i, sd);
7922                 }
7923         }
7924
7925         /* Attach the domains */
7926         rcu_read_lock();
7927         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7928                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7929                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7930         }
7931         rcu_read_unlock();
7932
7933         ret = 0;
7934 error:
7935         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7936         return ret;
7937 }
7938
7939 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7940 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7941 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7942                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7943
7944 /*
7945  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7946  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7947  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7948  */
7949 static cpumask_var_t fallback_doms;
7950
7951 /*
7952  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7953  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7954  * or 0 if it stayed the same.
7955  */
7956 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
7957 {
7958         return 0;
7959 }
7960
7961 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7962 {
7963         int i;
7964         cpumask_var_t *doms;
7965
7966         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7967         if (!doms)
7968                 return NULL;
7969         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7970                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7971                         free_sched_domains(doms, i);
7972                         return NULL;
7973                 }
7974         }
7975         return doms;
7976 }
7977
7978 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7979 {
7980         unsigned int i;
7981         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7982                 free_cpumask_var(doms[i]);
7983         kfree(doms);
7984 }
7985
7986 /*
7987  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7988  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7989  * exclude other special cases in the future.
7990  */
7991 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7992 {
7993         int err;
7994
7995         arch_update_cpu_topology();
7996         ndoms_cur = 1;
7997         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7998         if (!doms_cur)
7999                 doms_cur = &fallback_doms;
8000         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
8001         dattr_cur = NULL;
8002         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
8003         register_sched_domain_sysctl();
8004
8005         return err;
8006 }
8007
8008 /*
8009  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
8010  * These cpus will now be attached to the NULL domain
8011  */
8012 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8013 {
8014         int i;
8015
8016         rcu_read_lock();
8017         for_each_cpu(i, cpu_map)
8018                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
8019         rcu_read_unlock();
8020 }
8021
8022 /* handle null as "default" */
8023 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
8024                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
8025 {
8026         struct sched_domain_attr tmp;
8027
8028         /* fast path */
8029         if (!new && !cur)
8030                 return 1;
8031
8032         tmp = SD_ATTR_INIT;
8033         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
8034                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
8035                         sizeof(struct sched_domain_attr));
8036 }
8037
8038 /*
8039  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
8040  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
8041  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
8042  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
8043  *
8044  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
8045  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
8046  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
8047  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
8048  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
8049  * it as it is.
8050  *
8051  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
8052  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
8053  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
8054  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
8055  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
8056  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
8057  *
8058  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
8059  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
8060  * and it will not create the default domain.
8061  *
8062  * Call with hotplug lock held
8063  */
8064 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
8065                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
8066 {
8067         int i, j, n;
8068         int new_topology;
8069
8070         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8071
8072         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
8073         unregister_sched_domain_sysctl();
8074
8075         /* Let architecture update cpu core mappings. */
8076         new_topology = arch_update_cpu_topology();
8077
8078         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
8079
8080         /* Destroy deleted domains */
8081         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
8082                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
8083                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
8084                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
8085                                 goto match1;
8086                 }
8087                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
8088                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
8089 match1:
8090                 ;
8091         }
8092
8093         if (doms_new == NULL) {
8094                 ndoms_cur = 0;
8095                 doms_new = &fallback_doms;
8096                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
8097                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
8098         }
8099
8100         /* Build new domains */
8101         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
8102                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
8103                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
8104                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
8105                                 goto match2;
8106                 }
8107                 /* no match - add a new doms_new */
8108                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
8109 match2:
8110                 ;
8111         }
8112
8113         /* Remember the new sched domains */
8114         if (doms_cur != &fallback_doms)
8115                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
8116         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
8117         doms_cur = doms_new;
8118         dattr_cur = dattr_new;
8119         ndoms_cur = ndoms_new;
8120
8121         register_sched_domain_sysctl();
8122
8123         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8124 }
8125
8126 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
8127 static void reinit_sched_domains(void)
8128 {
8129         get_online_cpus();
8130
8131         /* Destroy domains first to force the rebuild */
8132         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
8133
8134         rebuild_sched_domains();
8135         put_online_cpus();
8136 }
8137
8138 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
8139 {
8140         unsigned int level = 0;
8141
8142         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
8143                 return -EINVAL;
8144
8145         /*
8146          * level is always be positive so don't check for
8147          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
8148          * What happens on 0 or 1 byte write,
8149          * need to check for count as well?
8150          */
8151
8152         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
8153                 return -EINVAL;
8154
8155         if (smt)
8156                 sched_smt_power_savings = level;
8157         else
8158                 sched_mc_power_savings = level;
8159
8160         reinit_sched_domains();
8161
8162         return count;
8163 }
8164
8165 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8166 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
8167                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
8168                                            char *page)
8169 {
8170         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
8171 }
8172 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
8173                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8174                                             const char *buf, size_t count)
8175 {
8176         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
8177 }
8178 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
8179                          sched_mc_power_savings_show,
8180                          sched_mc_power_savings_store);
8181 #endif
8182
8183 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8184 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
8185                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8186                                             char *page)
8187 {
8188         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
8189 }
8190 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
8191                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
8192                                              const char *buf, size_t count)
8193 {
8194         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
8195 }
8196 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
8197                    sched_smt_power_savings_show,
8198                    sched_smt_power_savings_store);
8199 #endif
8200
8201 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
8202 {
8203         int err = 0;
8204
8205 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8206         if (smt_capable())
8207                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8208                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
8209 #endif
8210 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8211         if (!err && mc_capable())
8212                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8213                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
8214 #endif
8215         return err;
8216 }
8217 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
8218
8219 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
8220
8221 /*
8222  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8223  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8224  * around partition_sched_domains().
8225  *
8226  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8227  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8228  */
8229 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8230                              void *hcpu)
8231 {
8232         switch (action) {
8233         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8234         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8235
8236                 /*
8237                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8238                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8239                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8240                  * domain, ignoring cpusets.
8241                  */
8242                 num_cpus_frozen--;
8243                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
8244                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8245                         break;
8246                 }
8247
8248                 /*
8249                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8250                  * restore the original sched domains by considering the
8251                  * cpuset configurations.
8252                  */
8253
8254         case CPU_ONLINE:
8255         case CPU_DOWN_FAILED:
8256                 cpuset_update_active_cpus();
8257                 break;
8258         default:
8259                 return NOTIFY_DONE;
8260         }
8261         return NOTIFY_OK;
8262 }
8263
8264 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8265                                void *hcpu)
8266 {
8267         switch (action) {
8268         case CPU_DOWN_PREPARE:
8269                 cpuset_update_active_cpus();
8270                 break;
8271         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8272                 num_cpus_frozen++;
8273                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8274                 break;
8275         default:
8276                 return NOTIFY_DONE;
8277         }
8278         return NOTIFY_OK;
8279 }
8280
8281 static int update_runtime(struct notifier_block *nfb,
8282                                 unsigned long action, void *hcpu)
8283 {
8284         int cpu = (int)(long)hcpu;
8285
8286         switch (action) {
8287         case CPU_DOWN_PREPARE:
8288         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8289                 disable_runtime(cpu_rq(cpu));
8290                 return NOTIFY_OK;
8291
8292         case CPU_DOWN_FAILED:
8293         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8294         case CPU_ONLINE:
8295         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8296                 enable_runtime(cpu_rq(cpu));
8297                 return NOTIFY_OK;
8298
8299         default:
8300                 return NOTIFY_DONE;
8301         }
8302 }
8303
8304 void __init sched_init_smp(void)
8305 {
8306         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
8307
8308         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
8309         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
8310
8311         get_online_cpus();
8312         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8313         init_sched_domains(cpu_active_mask);
8314         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
8315         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
8316                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
8317         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8318         put_online_cpus();
8319
8320         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
8321         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
8322
8323         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
8324         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
8325
8326         init_hrtick();
8327
8328         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8329         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
8330                 BUG();
8331         sched_init_granularity();
8332         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
8333
8334         init_sched_rt_class();
8335 }
8336 #else
8337 void __init sched_init_smp(void)
8338 {
8339         sched_init_granularity();
8340 }
8341 #endif /* CONFIG_SMP */
8342
8343 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
8344
8345 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8346 {
8347         return in_lock_functions(addr) ||
8348                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8349                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8350 }
8351
8352 static void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8353 {
8354         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8355         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->tasks);
8356         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8357 #ifndef CONFIG_64BIT
8358         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8359 #endif
8360 }
8361
8362 static void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq)
8363 {
8364         struct rt_prio_array *array;
8365         int i;
8366
8367         array = &rt_rq->active;
8368         for (i = 0; i < MAX_RT_PRIO; i++) {
8369                 INIT_LIST_HEAD(array->queue + i);
8370                 __clear_bit(i, array->bitmap);
8371         }
8372         /* delimiter for bitsearch: */
8373         __set_bit(MAX_RT_PRIO, array->bitmap);
8374
8375 #if defined CONFIG_SMP
8376         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8377         rt_rq->highest_prio.next = MAX_RT_PRIO;
8378         rt_rq->rt_nr_migratory = 0;
8379         rt_rq->overloaded = 0;
8380         plist_head_init(&rt_rq->pushable_tasks);
8381 #endif
8382
8383         rt_rq->rt_time = 0;
8384         rt_rq->rt_throttled = 0;
8385         rt_rq->rt_runtime = 0;
8386         raw_spin_lock_init(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8387 }
8388
8389 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8390 static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8391                                 struct sched_entity *se, int cpu,
8392                                 struct sched_entity *parent)
8393 {
8394         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8395
8396         cfs_rq->tg = tg;
8397         cfs_rq->rq = rq;
8398 #ifdef CONFIG_SMP
8399         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
8400         cfs_rq->load_stamp = 1;
8401 #endif
8402         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8403
8404         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8405         tg->se[cpu] = se;
8406
8407         /* se could be NULL for root_task_group */
8408         if (!se)
8409                 return;
8410
8411         if (!parent)
8412                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8413         else
8414                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8415
8416         se->my_q = cfs_rq;
8417         update_load_set(&se->load, 0);
8418         se->parent = parent;
8419 }
8420 #endif
8421
8422 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8423 static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
8424                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
8425                 struct sched_rt_entity *parent)
8426 {
8427         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8428
8429         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8430         rt_rq->rt_nr_boosted = 0;
8431         rt_rq->rq = rq;
8432         rt_rq->tg = tg;
8433
8434         tg->rt_rq[cpu] = rt_rq;
8435         tg->rt_se[cpu] = rt_se;
8436
8437         if (!rt_se)
8438                 return;
8439
8440         if (!parent)
8441                 rt_se->rt_rq = &rq->rt;
8442         else
8443                 rt_se->rt_rq = parent->my_q;
8444
8445         rt_se->my_q = rt_rq;
8446         rt_se->parent = parent;
8447         INIT_LIST_HEAD(&rt_se->run_list);
8448 }
8449 #endif
8450
8451 void __init sched_init(void)
8452 {
8453         int i, j;
8454         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
8455
8456 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8457         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8458 #endif
8459 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8460         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8461 #endif
8462 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8463         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
8464 #endif
8465         if (alloc_size) {
8466                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
8467
8468 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8469                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8470                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8471
8472                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8473                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8474
8475 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8476 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8477                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8478                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8479
8480                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8481                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8482
8483 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8484 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8485                 for_each_possible_cpu(i) {
8486                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
8487                         ptr += cpumask_size();
8488                 }
8489 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8490         }
8491
8492 #ifdef CONFIG_SMP
8493         init_defrootdomain();
8494 #endif
8495
8496         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
8497                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8498
8499 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8500         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8501                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8502 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8503
8504 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8505         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8506         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8507         autogroup_init(&init_task);
8508 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8509
8510         for_each_possible_cpu(i) {
8511                 struct rq *rq;
8512
8513                 rq = cpu_rq(i);
8514                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
8515                 rq->nr_running = 0;
8516                 rq->calc_load_active = 0;
8517                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8518                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8519                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
8520 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8521                 root_task_group.shares = root_task_group_load;
8522                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8523                 /*
8524                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
8525                  *
8526                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8527                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
8528                  * system cpu resource is divided among the tasks of
8529                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8530                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8531                  * (se->load.weight).
8532                  *
8533                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8534                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8535                  * then A0's share of the cpu resource is:
8536                  *
8537                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8538                  *
8539                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
8540                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
8541                  */
8542                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8543                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
8544 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8545
8546                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8547 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8548                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
8549                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
8550 #endif
8551
8552                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
8553                         rq->cpu_load[j] = 0;
8554
8555                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
8556
8557 #ifdef CONFIG_SMP
8558                 rq->sd = NULL;
8559                 rq->rd = NULL;
8560                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
8561                 rq->post_schedule = 0;
8562                 rq->active_balance = 0;
8563                 rq->next_balance = jiffies;
8564                 rq->push_cpu = 0;
8565                 rq->cpu = i;
8566                 rq->online = 0;
8567                 rq->idle_stamp = 0;
8568                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
8569                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
8570 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8571                 rq->nohz_balance_kick = 0;
8572 #endif
8573 #endif
8574                 init_rq_hrtick(rq);
8575                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
8576         }
8577
8578         set_load_weight(&init_task);
8579
8580 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
8581         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
8582 #endif
8583
8584 #ifdef CONFIG_SMP
8585         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8586 #endif
8587
8588 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
8589         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
8590 #endif
8591
8592         /*
8593          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
8594          */
8595         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
8596         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
8597
8598         /*
8599          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
8600          * called from this thread, however somewhere below it might be,
8601          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
8602          * when this runqueue becomes "idle".
8603          */
8604         init_idle(current, smp_processor_id());
8605
8606         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8607
8608         /*
8609          * During early bootup we pretend to be a normal task:
8610          */
8611         current->sched_class = &fair_sched_class;
8612
8613 #ifdef CONFIG_SMP
8614         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
8615 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8616         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8617         alloc_cpumask_var(&nohz.grp_idle_mask, GFP_NOWAIT);
8618         atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
8619         atomic_set(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8620         atomic_set(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8621 #endif
8622         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
8623         if (cpu_isolated_map == NULL)
8624                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
8625 #endif /* SMP */
8626
8627         scheduler_running = 1;
8628 }
8629
8630 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
8631 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
8632 {
8633         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
8634
8635         return (nested == preempt_offset);
8636 }
8637
8638 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8639 {
8640         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
8641
8642         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
8643         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
8644             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
8645                 return;
8646         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8647                 return;
8648         prev_jiffy = jiffies;
8649
8650         printk(KERN_ERR
8651                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
8652                         file, line);
8653         printk(KERN_ERR
8654                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
8655                         in_atomic(), irqs_disabled(),
8656                         current->pid, current->comm);
8657
8658         debug_show_held_locks(current);
8659         if (irqs_disabled())
8660                 print_irqtrace_events(current);
8661         dump_stack();
8662 }
8663 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
8664 #endif
8665
8666 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
8667 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8668 {
8669         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
8670         int old_prio = p->prio;
8671         int on_rq;
8672
8673         on_rq = p->on_rq;
8674         if (on_rq)
8675                 deactivate_task(rq, p, 0);
8676         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
8677         if (on_rq) {
8678                 activate_task(rq, p, 0);
8679                 resched_task(rq->curr);
8680         }
8681
8682         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
8683 }
8684
8685 void normalize_rt_tasks(void)
8686 {
8687         struct task_struct *g, *p;
8688         unsigned long flags;
8689         struct rq *rq;
8690
8691         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
8692         do_each_thread(g, p) {
8693                 /*
8694                  * Only normalize user tasks:
8695                  */
8696                 if (!p->mm)
8697                         continue;
8698
8699                 p->se.exec_start                = 0;
8700 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
8701                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
8702                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
8703                 p->se.statistics.block_start    = 0;
8704 #endif
8705
8706                 if (!rt_task(p)) {
8707                         /*
8708                          * Renice negative nice level userspace
8709                          * tasks back to 0:
8710                          */
8711                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
8712                                 set_user_nice(p, 0);
8713                         continue;
8714                 }
8715
8716                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
8717                 rq = __task_rq_lock(p);
8718
8719                 normalize_task(rq, p);
8720
8721                 __task_rq_unlock(rq);
8722                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
8723         } while_each_thread(g, p);
8724
8725         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
8726 }
8727
8728 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8729
8730 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8731 /*
8732  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8733  *
8734  * They can only be called when the whole system has been
8735  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8736  * activity can take place. Using them for anything else would
8737  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8738  * under any other configuration.
8739  */
8740
8741 /**
8742  * curr_task - return the current task for a given cpu.
8743  * @cpu: the processor in question.
8744  *
8745  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8746  */
8747 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8748 {
8749         return cpu_curr(cpu);
8750 }
8751
8752 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8753
8754 #ifdef CONFIG_IA64
8755 /**
8756  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
8757  * @cpu: the processor in question.
8758  * @p: the task pointer to set.
8759  *
8760  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8761  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8762  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
8763  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8764  * and caller must save the original value of the current task (see
8765  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8766  * re-starting the system.
8767  *
8768  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8769  */
8770 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8771 {
8772         cpu_curr(cpu) = p;
8773 }
8774
8775 #endif
8776
8777 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8778 static void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8779 {
8780         int i;
8781
8782         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8783
8784         for_each_possible_cpu(i) {
8785                 if (tg->cfs_rq)
8786                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8787                 if (tg->se)
8788                         kfree(tg->se[i]);
8789         }
8790
8791         kfree(tg->cfs_rq);
8792         kfree(tg->se);
8793 }
8794
8795 static
8796 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8797 {
8798         struct cfs_rq *cfs_rq;
8799         struct sched_entity *se;
8800         int i;
8801
8802         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8803         if (!tg->cfs_rq)
8804                 goto err;
8805         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8806         if (!tg->se)
8807                 goto err;
8808
8809         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8810
8811         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8812
8813         for_each_possible_cpu(i) {
8814                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8815                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8816                 if (!cfs_rq)
8817                         goto err;
8818
8819                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8820                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8821                 if (!se)
8822                         goto err_free_rq;
8823
8824                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8825                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8826         }
8827
8828         return 1;
8829
8830 err_free_rq:
8831         kfree(cfs_rq);
8832 err:
8833         return 0;
8834 }
8835
8836 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8837 {
8838         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8839         unsigned long flags;
8840
8841         /*
8842         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8843         * check on_list without danger of it being re-added.
8844         */
8845         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8846                 return;
8847
8848         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8849         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8850         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8851 }
8852 #else /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8853 static inline void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8854 {
8855 }
8856
8857 static inline
8858 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8859 {
8860         return 1;
8861 }
8862
8863 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8864 {
8865 }
8866 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8867
8868 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8869 static void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8870 {
8871         int i;
8872
8873         if (tg->rt_se)
8874                 destroy_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth);
8875
8876         for_each_possible_cpu(i) {
8877                 if (tg->rt_rq)
8878                         kfree(tg->rt_rq[i]);
8879                 if (tg->rt_se)
8880                         kfree(tg->rt_se[i]);
8881         }
8882
8883         kfree(tg->rt_rq);
8884         kfree(tg->rt_se);
8885 }
8886
8887 static
8888 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8889 {
8890         struct rt_rq *rt_rq;
8891         struct sched_rt_entity *rt_se;
8892         int i;
8893
8894         tg->rt_rq = kzalloc(sizeof(rt_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8895         if (!tg->rt_rq)
8896                 goto err;
8897         tg->rt_se = kzalloc(sizeof(rt_se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8898         if (!tg->rt_se)
8899                 goto err;
8900
8901         init_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth,
8902                         ktime_to_ns(def_rt_bandwidth.rt_period), 0);
8903
8904         for_each_possible_cpu(i) {
8905                 rt_rq = kzalloc_node(sizeof(struct rt_rq),
8906                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8907                 if (!rt_rq)
8908                         goto err;
8909
8910                 rt_se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_rt_entity),
8911                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8912                 if (!rt_se)
8913                         goto err_free_rq;
8914
8915                 init_rt_rq(rt_rq, cpu_rq(i));
8916                 rt_rq->rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8917                 init_tg_rt_entry(tg, rt_rq, rt_se, i, parent->rt_se[i]);
8918         }
8919
8920         return 1;
8921
8922 err_free_rq:
8923         kfree(rt_rq);
8924 err:
8925         return 0;
8926 }
8927 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8928 static inline void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8929 {
8930 }
8931
8932 static inline
8933 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8934 {
8935         return 1;
8936 }
8937 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8938
8939 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8940 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
8941 {
8942         free_fair_sched_group(tg);
8943         free_rt_sched_group(tg);
8944         autogroup_free(tg);
8945         kfree(tg);
8946 }
8947
8948 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8949 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8950 {
8951         struct task_group *tg;
8952         unsigned long flags;
8953
8954         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
8955         if (!tg)
8956                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8957
8958         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8959                 goto err;
8960
8961         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8962                 goto err;
8963
8964         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8965         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8966
8967         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
8968
8969         tg->parent = parent;
8970         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8971         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8972         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8973
8974         return tg;
8975
8976 err:
8977         free_sched_group(tg);
8978         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8979 }
8980
8981 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8982 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8983 {
8984         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
8985         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
8986 }
8987
8988 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
8989 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
8990 {
8991         unsigned long flags;
8992         int i;
8993
8994         /* end participation in shares distribution */
8995         for_each_possible_cpu(i)
8996                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
8997
8998         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8999         list_del_rcu(&tg->list);
9000         list_del_rcu(&tg->siblings);
9001         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9002
9003         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
9004         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
9005 }
9006
9007 /* change task's runqueue when it moves between groups.
9008  *      The caller of this function should have put the task in its new group
9009  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
9010  *      reflect its new group.
9011  */
9012 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9013 {
9014         struct task_group *tg;
9015         int on_rq, running;
9016         unsigned long flags;
9017         struct rq *rq;
9018
9019         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
9020
9021         running = task_current(rq, tsk);
9022         on_rq = tsk->on_rq;
9023
9024         if (on_rq)
9025                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
9026         if (unlikely(running))
9027                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
9028
9029         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
9030                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
9031                           struct task_group, css);
9032         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9033         tsk->sched_task_group = tg;
9034
9035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9036         if (tsk->sched_class->task_move_group)
9037                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
9038         else
9039 #endif
9040                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9041
9042         if (unlikely(running))
9043                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
9044         if (on_rq)
9045                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
9046
9047         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
9048 }
9049 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9050
9051 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9052 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9053
9054 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9055 {
9056         int i;
9057         unsigned long flags;
9058
9059         /*
9060          * We can't change the weight of the root cgroup.
9061          */
9062         if (!tg->se[0])
9063                 return -EINVAL;
9064
9065         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9066
9067         mutex_lock(&shares_mutex);
9068         if (tg->shares == shares)
9069                 goto done;
9070
9071         tg->shares = shares;
9072         for_each_possible_cpu(i) {
9073                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9074                 struct sched_entity *se;
9075
9076                 se = tg->se[i];
9077                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9078                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9079                 for_each_sched_entity(se)
9080                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9081                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9082         }
9083
9084 done:
9085         mutex_unlock(&shares_mutex);
9086         return 0;
9087 }
9088
9089 unsigned long sched_group_shares(struct task_group *tg)
9090 {
9091         return tg->shares;
9092 }
9093 #endif
9094
9095 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
9096 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
9097 {
9098         if (runtime == RUNTIME_INF)
9099                 return 1ULL << 20;
9100
9101         return div64_u64(runtime << 20, period);
9102 }
9103 #endif
9104
9105 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9106 /*
9107  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
9108  */
9109 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
9110
9111 /* Must be called with tasklist_lock held */
9112 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
9113 {
9114         struct task_struct *g, *p;
9115
9116         /*
9117          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
9118          */
9119         if (task_group_is_autogroup(tg))
9120                 return 0;
9121
9122         do_each_thread(g, p) {
9123                 if (rt_task(p) && rt_rq_of_se(&p->rt)->tg == tg)
9124                         return 1;
9125         } while_each_thread(g, p);
9126
9127         return 0;
9128 }
9129
9130 struct rt_schedulable_data {
9131         struct task_group *tg;
9132         u64 rt_period;
9133         u64 rt_runtime;
9134 };
9135
9136 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
9137 {
9138         struct rt_schedulable_data *d = data;
9139         struct task_group *child;
9140         unsigned long total, sum = 0;
9141         u64 period, runtime;
9142
9143         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9144         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9145
9146         if (tg == d->tg) {
9147                 period = d->rt_period;
9148                 runtime = d->rt_runtime;
9149         }
9150
9151         /*
9152          * Cannot have more runtime than the period.
9153          */
9154         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9155                 return -EINVAL;
9156
9157         /*
9158          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
9159          */
9160         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
9161                 return -EBUSY;
9162
9163         total = to_ratio(period, runtime);
9164
9165         /*
9166          * Nobody can have more than the global setting allows.
9167          */
9168         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
9169                 return -EINVAL;
9170
9171         /*
9172          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
9173          */
9174         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
9175                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
9176                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
9177
9178                 if (child == d->tg) {
9179                         period = d->rt_period;
9180                         runtime = d->rt_runtime;
9181                 }
9182
9183                 sum += to_ratio(period, runtime);
9184         }
9185
9186         if (sum > total)
9187                 return -EINVAL;
9188
9189         return 0;
9190 }
9191
9192 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
9193 {
9194         int ret;
9195
9196         struct rt_schedulable_data data = {
9197                 .tg = tg,
9198                 .rt_period = period,
9199                 .rt_runtime = runtime,
9200         };
9201
9202         rcu_read_lock();
9203         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
9204         rcu_read_unlock();
9205
9206         return ret;
9207 }
9208
9209 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
9210                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
9211 {
9212         int i, err = 0;
9213
9214         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9215         read_lock(&tasklist_lock);
9216         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
9217         if (err)
9218                 goto unlock;
9219
9220         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9221         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
9222         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
9223
9224         for_each_possible_cpu(i) {
9225                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
9226
9227                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9228                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
9229                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9230         }
9231         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9232 unlock:
9233         read_unlock(&tasklist_lock);
9234         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9235
9236         return err;
9237 }
9238
9239 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
9240 {
9241         u64 rt_runtime, rt_period;
9242
9243         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9244         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
9245         if (rt_runtime_us < 0)
9246                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
9247
9248         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9249 }
9250
9251 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
9252 {
9253         u64 rt_runtime_us;
9254
9255         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
9256                 return -1;
9257
9258         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9259         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
9260         return rt_runtime_us;
9261 }
9262
9263 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
9264 {
9265         u64 rt_runtime, rt_period;
9266
9267         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
9268         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9269
9270         if (rt_period == 0)
9271                 return -EINVAL;
9272
9273         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9274 }
9275
9276 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
9277 {
9278         u64 rt_period_us;
9279
9280         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9281         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
9282         return rt_period_us;
9283 }
9284
9285 static int sched_rt_global_constraints(void)
9286 {
9287         u64 runtime, period;
9288         int ret = 0;
9289
9290         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9291                 return -EINVAL;
9292
9293         runtime = global_rt_runtime();
9294         period = global_rt_period();
9295
9296         /*
9297          * Sanity check on the sysctl variables.
9298          */
9299         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9300                 return -EINVAL;
9301
9302         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9303         read_lock(&tasklist_lock);
9304         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
9305         read_unlock(&tasklist_lock);
9306         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9307
9308         return ret;
9309 }
9310
9311 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
9312 {
9313         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
9314         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
9315                 return 0;
9316
9317         return 1;
9318 }
9319
9320 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9321 static int sched_rt_global_constraints(void)
9322 {
9323         unsigned long flags;
9324         int i;
9325
9326         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9327                 return -EINVAL;
9328
9329         /*
9330          * There's always some RT tasks in the root group
9331          * -- migration, kstopmachine etc..
9332          */
9333         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
9334                 return -EBUSY;
9335
9336         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9337         for_each_possible_cpu(i) {
9338                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
9339
9340                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9341                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
9342                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9343         }
9344         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9345
9346         return 0;
9347 }
9348 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9349
9350 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
9351                 void __user *buffer, size_t *lenp,
9352                 loff_t *ppos)
9353 {
9354         int ret;
9355         int old_period, old_runtime;
9356         static DEFINE_MUTEX(mutex);
9357
9358         mutex_lock(&mutex);
9359         old_period = sysctl_sched_rt_period;
9360         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
9361
9362         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
9363
9364         if (!ret && write) {
9365                 ret = sched_rt_global_constraints();
9366                 if (ret) {
9367                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
9368                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
9369                 } else {
9370                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
9371                         def_rt_bandwidth.rt_period =
9372                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
9373                 }
9374         }
9375         mutex_unlock(&mutex);
9376
9377         return ret;
9378 }
9379
9380 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9381
9382 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
9383 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
9384 {
9385         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
9386                             struct task_group, css);
9387 }
9388
9389 static struct cgroup_subsys_state *
9390 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9391 {
9392         struct task_group *tg, *parent;
9393
9394         if (!cgrp->parent) {
9395                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9396                 return &root_task_group.css;
9397         }
9398
9399         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
9400         tg = sched_create_group(parent);
9401         if (IS_ERR(tg))
9402                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9403
9404         return &tg->css;
9405 }
9406
9407 static void
9408 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9409 {
9410         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9411
9412         sched_destroy_group(tg);
9413 }
9414
9415 static int
9416 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9417 {
9418 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9419         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
9420                 return -EINVAL;
9421 #else
9422         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
9423         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
9424                 return -EINVAL;
9425 #endif
9426         return 0;
9427 }
9428
9429 static void
9430 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9431 {
9432         sched_move_task(tsk);
9433 }
9434
9435 static void
9436 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9437                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
9438 {
9439         /*
9440          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
9441          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
9442          * trying to poke a half freed task state from generic code.
9443          */
9444         if (!(task->flags & PF_EXITING))
9445                 return;
9446
9447         sched_move_task(task);
9448 }
9449
9450 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9451 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9452                                 u64 shareval)
9453 {
9454         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
9455 }
9456
9457 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9458 {
9459         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9460
9461         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9462 }
9463
9464 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9465 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9466
9467 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9468 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9469
9470 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9471
9472 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9473 {
9474         int i, ret = 0, runtime_enabled;
9475         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9476
9477         if (tg == &root_task_group)
9478                 return -EINVAL;
9479
9480         /*
9481          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9482          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9483          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9484          */
9485         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9486                 return -EINVAL;
9487
9488         /*
9489          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
9490          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9491          * feasibility.
9492          */
9493         if (period > max_cfs_quota_period)
9494                 return -EINVAL;
9495
9496         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9497         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9498         if (ret)
9499                 goto out_unlock;
9500
9501         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9502         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9503         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9504         cfs_b->quota = quota;
9505
9506         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9507         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
9508         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
9509                 /* force a reprogram */
9510                 cfs_b->timer_active = 0;
9511                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9512         }
9513         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9514
9515         for_each_possible_cpu(i) {
9516                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9517                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9518
9519                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9520                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9521                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9522
9523                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9524                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9525                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9526         }
9527 out_unlock:
9528         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9529
9530         return ret;
9531 }
9532
9533 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9534 {
9535         u64 quota, period;
9536
9537         period = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9538         if (cfs_quota_us < 0)
9539                 quota = RUNTIME_INF;
9540         else
9541                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9542
9543         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9544 }
9545
9546 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9547 {
9548         u64 quota_us;
9549
9550         if (tg_cfs_bandwidth(tg)->quota == RUNTIME_INF)
9551                 return -1;
9552
9553         quota_us = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9554         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9555
9556         return quota_us;
9557 }
9558
9559 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9560 {
9561         u64 quota, period;
9562
9563         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9564         quota = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9565
9566         if (period <= 0)
9567                 return -EINVAL;
9568
9569         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9570 }
9571
9572 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9573 {
9574         u64 cfs_period_us;
9575
9576         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9577         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9578
9579         return cfs_period_us;
9580 }
9581
9582 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9583 {
9584         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
9585 }
9586
9587 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9588                                 s64 cfs_quota_us)
9589 {
9590         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
9591 }
9592
9593 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9594 {
9595         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
9596 }
9597
9598 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9599                                 u64 cfs_period_us)
9600 {
9601         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
9602 }
9603
9604 struct cfs_schedulable_data {
9605         struct task_group *tg;
9606         u64 period, quota;
9607 };
9608
9609 /*
9610  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9611  * note: units are usecs
9612  */
9613 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9614                                struct cfs_schedulable_data *d)
9615 {
9616         u64 quota, period;
9617
9618         if (tg == d->tg) {
9619                 period = d->period;
9620                 quota = d->quota;
9621         } else {
9622                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9623                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9624         }
9625
9626         /* note: these should typically be equivalent */
9627         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9628                 return RUNTIME_INF;
9629
9630         return to_ratio(period, quota);
9631 }
9632
9633 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9634 {
9635         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9636         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9637         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9638
9639         if (!tg->parent) {
9640                 quota = RUNTIME_INF;
9641         } else {
9642                 struct cfs_bandwidth *parent_b = tg_cfs_bandwidth(tg->parent);
9643
9644                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
9645                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
9646
9647                 /*
9648                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
9649                  * limit is set
9650                  */
9651                 if (quota == RUNTIME_INF)
9652                         quota = parent_quota;
9653                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
9654                         return -EINVAL;
9655         }
9656         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
9657
9658         return 0;
9659 }
9660
9661 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9662 {
9663         int ret;
9664         struct cfs_schedulable_data data = {
9665                 .tg = tg,
9666                 .period = period,
9667                 .quota = quota,
9668         };
9669
9670         if (quota != RUNTIME_INF) {
9671                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
9672                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
9673         }
9674
9675         rcu_read_lock();
9676         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
9677         rcu_read_unlock();
9678
9679         return ret;
9680 }
9681
9682 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9683                 struct cgroup_map_cb *cb)
9684 {
9685         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9686         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9687
9688         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
9689         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
9690         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
9691
9692         return 0;
9693 }
9694 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
9695 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9696
9697 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9698 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9699                                 s64 val)
9700 {
9701         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
9702 }
9703
9704 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9705 {
9706         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
9707 }
9708
9709 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9710                 u64 rt_period_us)
9711 {
9712         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
9713 }
9714
9715 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9716 {
9717         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
9718 }
9719 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9720
9721 static struct cftype cpu_files[] = {
9722 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9723         {
9724                 .name = "shares",
9725                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9726                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9727         },
9728 #endif
9729 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9730         {
9731                 .name = "cfs_quota_us",
9732                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
9733                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
9734         },
9735         {
9736                 .name = "cfs_period_us",
9737                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
9738                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
9739         },
9740         {
9741                 .name = "stat",
9742                 .read_map = cpu_stats_show,
9743         },
9744 #endif
9745 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9746         {
9747                 .name = "rt_runtime_us",
9748                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9749                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9750         },
9751         {
9752                 .name = "rt_period_us",
9753                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9754                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9755         },
9756 #endif
9757 };
9758
9759 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
9760 {
9761         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
9762 }
9763
9764 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
9765         .name           = "cpu",
9766         .create         = cpu_cgroup_create,
9767         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
9768         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
9769         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
9770         .exit           = cpu_cgroup_exit,
9771         .populate       = cpu_cgroup_populate,
9772         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
9773         .early_init     = 1,
9774 };
9775
9776 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9777
9778 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
9779
9780 /*
9781  * CPU accounting code for task groups.
9782  *
9783  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
9784  * (balbir@in.ibm.com).
9785  */
9786
9787 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
9788 struct cpuacct {
9789         struct cgroup_subsys_state css;
9790         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
9791         u64 __percpu *cpuusage;
9792         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
9793         struct cpuacct *parent;
9794 };
9795
9796 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
9797
9798 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
9799 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
9800 {
9801         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
9802                             struct cpuacct, css);
9803 }
9804
9805 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
9806 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
9807 {
9808         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
9809                             struct cpuacct, css);
9810 }
9811
9812 /* create a new cpu accounting group */
9813 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
9814         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9815 {
9816         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
9817         int i;
9818
9819         if (!ca)
9820                 goto out;
9821
9822         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
9823         if (!ca->cpuusage)
9824                 goto out_free_ca;
9825
9826         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9827                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
9828                         goto out_free_counters;
9829
9830         if (cgrp->parent)
9831                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
9832
9833         return &ca->css;
9834
9835 out_free_counters:
9836         while (--i >= 0)
9837                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9838         free_percpu(ca->cpuusage);
9839 out_free_ca:
9840         kfree(ca);
9841 out:
9842         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9843 }
9844
9845 /* destroy an existing cpu accounting group */
9846 static void
9847 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9848 {
9849         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9850         int i;
9851
9852         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9853                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9854         free_percpu(ca->cpuusage);
9855         kfree(ca);
9856 }
9857
9858 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
9859 {
9860         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9861         u64 data;
9862
9863 #ifndef CONFIG_64BIT
9864         /*
9865          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
9866          */
9867         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9868         data = *cpuusage;
9869         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9870 #else
9871         data = *cpuusage;
9872 #endif
9873
9874         return data;
9875 }
9876
9877 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
9878 {
9879         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9880
9881 #ifndef CONFIG_64BIT
9882         /*
9883          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
9884          */
9885         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9886         *cpuusage = val;
9887         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9888 #else
9889         *cpuusage = val;
9890 #endif
9891 }
9892
9893 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
9894 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9895 {
9896         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9897         u64 totalcpuusage = 0;
9898         int i;
9899
9900         for_each_present_cpu(i)
9901                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9902
9903         return totalcpuusage;
9904 }
9905
9906 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9907                                                                 u64 reset)
9908 {
9909         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9910         int err = 0;
9911         int i;
9912
9913         if (reset) {
9914                 err = -EINVAL;
9915                 goto out;
9916         }
9917
9918         for_each_present_cpu(i)
9919                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
9920
9921 out:
9922         return err;
9923 }
9924
9925 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
9926                                    struct seq_file *m)
9927 {
9928         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
9929         u64 percpu;
9930         int i;
9931
9932         for_each_present_cpu(i) {
9933                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9934                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
9935         }
9936         seq_printf(m, "\n");
9937         return 0;
9938 }
9939
9940 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
9941         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
9942         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
9943 };
9944
9945 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9946                 struct cgroup_map_cb *cb)
9947 {
9948         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9949         int i;
9950
9951         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
9952                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
9953                 val = cputime64_to_clock_t(val);
9954                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
9955         }
9956         return 0;
9957 }
9958
9959 static struct cftype files[] = {
9960         {
9961                 .name = "usage",
9962                 .read_u64 = cpuusage_read,
9963                 .write_u64 = cpuusage_write,
9964         },
9965         {
9966                 .name = "usage_percpu",
9967                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
9968         },
9969         {
9970                 .name = "stat",
9971                 .read_map = cpuacct_stats_show,
9972         },
9973 };
9974
9975 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9976 {
9977         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
9978 }
9979
9980 /*
9981  * charge this task's execution time to its accounting group.
9982  *
9983  * called with rq->lock held.
9984  */
9985 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
9986 {
9987         struct cpuacct *ca;
9988         int cpu;
9989
9990         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
9991                 return;
9992
9993         cpu = task_cpu(tsk);
9994
9995         rcu_read_lock();
9996
9997         ca = task_ca(tsk);
9998
9999         for (; ca; ca = ca->parent) {
10000                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10001                 *cpuusage += cputime;
10002         }
10003
10004         rcu_read_unlock();
10005 }
10006
10007 /*
10008  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
10009  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
10010  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
10011  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
10012  *
10013  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
10014  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
10015  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
10016  */
10017 #ifdef CONFIG_SMP
10018 #define CPUACCT_BATCH   \
10019         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
10020 #else
10021 #define CPUACCT_BATCH   0
10022 #endif
10023
10024 /*
10025  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
10026  */
10027 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
10028                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
10029 {
10030         struct cpuacct *ca;
10031         int batch = CPUACCT_BATCH;
10032
10033         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10034                 return;
10035
10036         rcu_read_lock();
10037         ca = task_ca(tsk);
10038
10039         do {
10040                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
10041                 ca = ca->parent;
10042         } while (ca);
10043         rcu_read_unlock();
10044 }
10045
10046 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
10047         .name = "cpuacct",
10048         .create = cpuacct_create,
10049         .destroy = cpuacct_destroy,
10050         .populate = cpuacct_populate,
10051         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
10052 };
10053 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */