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