kernel/sysrq, watchdog, sched/core: Reset watchdog on all CPUs while processing sysrq-w
[pandora-kernel.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/debugfs.h>
71 #include <linux/ctype.h>
72 #include <linux/ftrace.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/init_task.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78 #include <asm/mutex.h>
79 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
80 #include <asm/paravirt.h>
81 #endif
82
83 #include "sched_cpupri.h"
84 #include "workqueue_sched.h"
85 #include "sched_autogroup.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 /*
91  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
92  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
93  * and back.
94  */
95 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
96 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
97 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
98
99 /*
100  * 'User priority' is the nice value converted to something we
101  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
102  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
103  */
104 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
105 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
106 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
107
108 /*
109  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
110  */
111 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
112
113 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
114 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
115
116 /*
117  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
118  *
119  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
120  * Timeslices get refilled after they expire.
121  */
122 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
123
124 /*
125  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
126  */
127 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
128
129 static inline int rt_policy(int policy)
130 {
131         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
132                 return 1;
133         return 0;
134 }
135
136 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
137 {
138         return rt_policy(p->policy);
139 }
140
141 /*
142  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
143  */
144 struct rt_prio_array {
145         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
146         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
147 };
148
149 struct rt_bandwidth {
150         /* nests inside the rq lock: */
151         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
152         ktime_t                 rt_period;
153         u64                     rt_runtime;
154         struct hrtimer          rt_period_timer;
155 };
156
157 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
158
159 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
160
161 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
162 {
163         struct rt_bandwidth *rt_b =
164                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
165         ktime_t now;
166         int overrun;
167         int idle = 0;
168
169         for (;;) {
170                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
171                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
172
173                 if (!overrun)
174                         break;
175
176                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
177         }
178
179         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
180 }
181
182 static
183 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
184 {
185         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
186         rt_b->rt_runtime = runtime;
187
188         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
189
190         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
191                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
192         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
193 }
194
195 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
196 {
197         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
198 }
199
200 static void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
201 {
202         unsigned long delta;
203         ktime_t soft, hard, now;
204
205         for (;;) {
206                 if (hrtimer_active(period_timer))
207                         break;
208
209                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
210                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
211
212                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
213                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
214                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
215                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
216                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
217         }
218 }
219
220 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
221 {
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         start_bandwidth_timer(&rt_b->rt_period_timer, rt_b->rt_period);
230         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
234 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
235 {
236         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
237 }
238 #endif
239
240 /*
241  * sched_domains_mutex serializes calls to init_sched_domains,
242  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
243  */
244 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
245
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247
248 #include <linux/cgroup.h>
249
250 struct cfs_rq;
251
252 static LIST_HEAD(task_groups);
253
254 struct cfs_bandwidth {
255 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
256         raw_spinlock_t lock;
257         ktime_t period;
258         u64 quota, runtime;
259         s64 hierarchal_quota;
260         u64 runtime_expires;
261
262         int idle, timer_active;
263         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
264         struct list_head throttled_cfs_rq;
265
266         /* statistics */
267         int nr_periods, nr_throttled;
268         u64 throttled_time;
269 #endif
270 };
271
272 /* task group related information */
273 struct task_group {
274         struct cgroup_subsys_state css;
275
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277         /* schedulable entities of this group on each cpu */
278         struct sched_entity **se;
279         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
280         struct cfs_rq **cfs_rq;
281         unsigned long shares;
282
283         atomic_t load_weight;
284 #endif
285
286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
287         struct sched_rt_entity **rt_se;
288         struct rt_rq **rt_rq;
289
290         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
291 #endif
292
293         struct rcu_head rcu;
294         struct list_head list;
295
296         struct task_group *parent;
297         struct list_head siblings;
298         struct list_head children;
299
300 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
301         struct autogroup *autogroup;
302 #endif
303
304         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
305 };
306
307 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
308 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
309
310 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
311
312 # define ROOT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
313
314 /*
315  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
316  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
317  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
318  * too large, so as the shares value of a task group.
319  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
320  *  limitation from this.)
321  */
322 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
323 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
324
325 static int root_task_group_load = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
326 #endif
327
328 /* Default task group.
329  *      Every task in system belong to this group at bootup.
330  */
331 struct task_group root_task_group;
332
333 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
334
335 /* CFS-related fields in a runqueue */
336 struct cfs_rq {
337         struct load_weight load;
338         unsigned long nr_running, h_nr_running;
339
340         u64 exec_clock;
341         u64 min_vruntime;
342 #ifndef CONFIG_64BIT
343         u64 min_vruntime_copy;
344 #endif
345
346         struct rb_root tasks_timeline;
347         struct rb_node *rb_leftmost;
348
349         struct list_head tasks;
350         struct list_head *balance_iterator;
351
352         /*
353          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
354          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
355          */
356         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
357
358 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
359         unsigned int nr_spread_over;
360 #endif
361
362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
363         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
364
365         /*
366          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
367          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
368          * (like users, containers etc.)
369          *
370          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
371          * list is used during load balance.
372          */
373         int on_list;
374         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
375         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
376
377 #ifdef CONFIG_SMP
378         /*
379          * the part of load.weight contributed by tasks
380          */
381         unsigned long task_weight;
382
383         /*
384          *   h_load = weight * f(tg)
385          *
386          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
387          * this group.
388          */
389         unsigned long h_load;
390
391         /*
392          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
393          *
394          * load_stamp is the last time we updated the load average
395          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
396          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
397          */
398         u64 load_avg;
399         u64 load_period;
400         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
401
402         unsigned long load_contribution;
403 #endif
404 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
405         int runtime_enabled;
406         u64 runtime_expires;
407         s64 runtime_remaining;
408
409         u64 throttled_timestamp;
410         int throttled, throttle_count;
411         struct list_head throttled_list;
412 #endif
413 #endif
414 };
415
416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
417 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
418 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
419 {
420         return &tg->cfs_bandwidth;
421 }
422
423 static inline u64 default_cfs_period(void);
424 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
425 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
426
427 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
428 {
429         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
430                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
431         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
432
433         return HRTIMER_NORESTART;
434 }
435
436 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
437 {
438         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
439                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
440         ktime_t now;
441         int overrun;
442         int idle = 0;
443
444         for (;;) {
445                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
446                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
447
448                 if (!overrun)
449                         break;
450
451                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
452         }
453
454         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
455 }
456
457 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
458 {
459         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
460         cfs_b->runtime = 0;
461         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
462         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
463
464         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
465         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
466         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
467         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
468         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
469 }
470
471 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
474         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
475 }
476
477 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
478 static void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
479 {
480         /*
481          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
482          * period or because we're racing with the tear-down path
483          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
484          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
485          */
486         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
487                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
488                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
489                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
490
491                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
492                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
493                 if (cfs_b->timer_active)
494                         return;
495         }
496
497         cfs_b->timer_active = 1;
498         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
499 }
500
501 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
502 {
503         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
504         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
505 }
506 #else
507 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
508 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
509 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
510
511 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
512 {
513         return NULL;
514 }
515 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
516 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
517
518 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
519 struct rt_rq {
520         struct rt_prio_array active;
521         unsigned long rt_nr_running;
522 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
523         struct {
524                 int curr; /* highest queued rt task prio */
525 #ifdef CONFIG_SMP
526                 int next; /* next highest */
527 #endif
528         } highest_prio;
529 #endif
530 #ifdef CONFIG_SMP
531         unsigned long rt_nr_migratory;
532         unsigned long rt_nr_total;
533         int overloaded;
534         struct plist_head pushable_tasks;
535 #endif
536         int rt_throttled;
537         u64 rt_time;
538         u64 rt_runtime;
539         /* Nests inside the rq lock: */
540         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
541
542 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
543         unsigned long rt_nr_boosted;
544
545         struct rq *rq;
546         struct list_head leaf_rt_rq_list;
547         struct task_group *tg;
548 #endif
549 };
550
551 #ifdef CONFIG_SMP
552
553 /*
554  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
555  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
556  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
557  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
558  * object.
559  *
560  */
561 struct root_domain {
562         atomic_t refcount;
563         atomic_t rto_count;
564         struct rcu_head rcu;
565         cpumask_var_t span;
566         cpumask_var_t online;
567
568         /*
569          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
570          * one runnable RT task.
571          */
572         cpumask_var_t rto_mask;
573         struct cpupri cpupri;
574 };
575
576 /*
577  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
578  * members (mimicking the global state we have today).
579  */
580 static struct root_domain def_root_domain;
581
582 #endif /* CONFIG_SMP */
583
584 /*
585  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
586  *
587  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
588  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
589  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
590  */
591 struct rq {
592         /* runqueue lock: */
593         raw_spinlock_t lock;
594
595         /*
596          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
597          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
598          */
599         unsigned long nr_running;
600         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
601         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
602         unsigned long last_load_update_tick;
603 #ifdef CONFIG_NO_HZ
604         u64 nohz_stamp;
605         unsigned char nohz_balance_kick;
606 #endif
607         int skip_clock_update;
608
609         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
610         struct load_weight load;
611         unsigned long nr_load_updates;
612         u64 nr_switches;
613
614         struct cfs_rq cfs;
615         struct rt_rq rt;
616
617 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
618         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
619         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
620 #endif
621 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
622         struct list_head leaf_rt_rq_list;
623 #endif
624
625         /*
626          * This is part of a global counter where only the total sum
627          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
628          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
629          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
630          */
631         unsigned long nr_uninterruptible;
632
633         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
634         unsigned long next_balance;
635         struct mm_struct *prev_mm;
636
637         u64 clock;
638         u64 clock_task;
639
640         atomic_t nr_iowait;
641
642 #ifdef CONFIG_SMP
643         struct root_domain *rd;
644         struct sched_domain *sd;
645
646         unsigned long cpu_power;
647
648         unsigned char idle_balance;
649         /* For active balancing */
650         int post_schedule;
651         int active_balance;
652         int push_cpu;
653         struct cpu_stop_work active_balance_work;
654         /* cpu of this runqueue: */
655         int cpu;
656         int online;
657
658         u64 rt_avg;
659         u64 age_stamp;
660         u64 idle_stamp;
661         u64 avg_idle;
662 #endif
663
664 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
665         u64 prev_irq_time;
666 #endif
667 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
668         u64 prev_steal_time;
669 #endif
670 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
671         u64 prev_steal_time_rq;
672 #endif
673
674         /* calc_load related fields */
675         unsigned long calc_load_update;
676         long calc_load_active;
677
678 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
679 #ifdef CONFIG_SMP
680         int hrtick_csd_pending;
681         struct call_single_data hrtick_csd;
682 #endif
683         struct hrtimer hrtick_timer;
684 #endif
685
686 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
687         /* latency stats */
688         struct sched_info rq_sched_info;
689         unsigned long long rq_cpu_time;
690         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
691
692         /* sys_sched_yield() stats */
693         unsigned int yld_count;
694
695         /* schedule() stats */
696         unsigned int sched_switch;
697         unsigned int sched_count;
698         unsigned int sched_goidle;
699
700         /* try_to_wake_up() stats */
701         unsigned int ttwu_count;
702         unsigned int ttwu_local;
703 #endif
704
705 #ifdef CONFIG_SMP
706         struct llist_head wake_list;
707 #endif
708 };
709
710 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
711
712
713 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
714
715 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
716 {
717 #ifdef CONFIG_SMP
718         return rq->cpu;
719 #else
720         return 0;
721 #endif
722 }
723
724 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
725         rcu_dereference_check((p), \
726                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
727
728 /*
729  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
730  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
731  *
732  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
733  * preempt-disabled sections.
734  */
735 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
736         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
737
738 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
739 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
740 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
741 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
742 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
743
744 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
745
746 /*
747  * Return the group to which this tasks belongs.
748  *
749  * We cannot use task_subsys_state() and friends because the cgroup
750  * subsystem changes that value before the cgroup_subsys::attach() method
751  * is called, therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
752  *
753  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
754  * core changes this before calling sched_move_task().
755  *
756  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
757  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
758  */
759 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
760 {
761         return p->sched_task_group;
762 }
763
764 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
765 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
766 {
767 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
768         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
769         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
770 #endif
771
772 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
773         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
774         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
775 #endif
776 }
777
778 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
779
780 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
781 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
782 {
783         return NULL;
784 }
785
786 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
787
788 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
789
790 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
791 {
792         s64 delta;
793
794         if (rq->skip_clock_update > 0)
795                 return;
796
797         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
798         rq->clock += delta;
799         update_rq_clock_task(rq, delta);
800 }
801
802 /*
803  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
804  */
805 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
806 # define const_debug __read_mostly
807 #else
808 # define const_debug static const
809 #endif
810
811 /**
812  * runqueue_is_locked - Returns true if the current cpu runqueue is locked
813  * @cpu: the processor in question.
814  *
815  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
816  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
817  */
818 int runqueue_is_locked(int cpu)
819 {
820         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
821 }
822
823 /*
824  * Debugging: various feature bits
825  */
826
827 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
828         __SCHED_FEAT_##name ,
829
830 enum {
831 #include "sched_features.h"
832 };
833
834 #undef SCHED_FEAT
835
836 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
837         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
838
839 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
840 #include "sched_features.h"
841         0;
842
843 #undef SCHED_FEAT
844
845 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
846 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
847         #name ,
848
849 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
850 #include "sched_features.h"
851         NULL
852 };
853
854 #undef SCHED_FEAT
855
856 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
857 {
858         int i;
859
860         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
861                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
862                         seq_puts(m, "NO_");
863                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
864         }
865         seq_puts(m, "\n");
866
867         return 0;
868 }
869
870 static ssize_t
871 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
872                 size_t cnt, loff_t *ppos)
873 {
874         char buf[64];
875         char *cmp;
876         int neg = 0;
877         int i;
878
879         if (cnt > 63)
880                 cnt = 63;
881
882         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
883                 return -EFAULT;
884
885         buf[cnt] = 0;
886         cmp = strstrip(buf);
887
888         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
889                 neg = 1;
890                 cmp += 3;
891         }
892
893         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
894                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
895                         if (neg)
896                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
897                         else
898                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
899                         break;
900                 }
901         }
902
903         if (!sched_feat_names[i])
904                 return -EINVAL;
905
906         *ppos += cnt;
907
908         return cnt;
909 }
910
911 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
912 {
913         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
914 }
915
916 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
917         .open           = sched_feat_open,
918         .write          = sched_feat_write,
919         .read           = seq_read,
920         .llseek         = seq_lseek,
921         .release        = single_release,
922 };
923
924 static __init int sched_init_debug(void)
925 {
926         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
927                         &sched_feat_fops);
928
929         return 0;
930 }
931 late_initcall(sched_init_debug);
932
933 #endif
934
935 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
936
937 /*
938  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
939  * Limited because this is done with IRQs disabled.
940  */
941 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
942
943 /*
944  * period over which we average the RT time consumption, measured
945  * in ms.
946  *
947  * default: 1s
948  */
949 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
950
951 /*
952  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
953  * default: 1s
954  */
955 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
956
957 static __read_mostly int scheduler_running;
958
959 /*
960  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
961  * default: 0.95s
962  */
963 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
964
965 static inline u64 global_rt_period(void)
966 {
967         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
968 }
969
970 static inline u64 global_rt_runtime(void)
971 {
972         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
973                 return RUNTIME_INF;
974
975         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
976 }
977
978 #ifndef prepare_arch_switch
979 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
980 #endif
981 #ifndef finish_arch_switch
982 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
983 #endif
984
985 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
986 {
987         return rq->curr == p;
988 }
989
990 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
991 {
992 #ifdef CONFIG_SMP
993         return p->on_cpu;
994 #else
995         return task_current(rq, p);
996 #endif
997 }
998
999 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1000 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1001 {
1002 #ifdef CONFIG_SMP
1003         /*
1004          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1005          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1006          * here.
1007          */
1008         next->on_cpu = 1;
1009 #endif
1010 }
1011
1012 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1013 {
1014 #ifdef CONFIG_SMP
1015         /*
1016          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1017          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1018          * finished.
1019          *
1020          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1021          */
1022         smp_mb();
1023         prev->on_cpu = 0;
1024 #endif
1025 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1026         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1027         rq->lock.owner = current;
1028 #endif
1029         /*
1030          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1031          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1032          * prev into current:
1033          */
1034         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1035
1036         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1037 }
1038
1039 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1040 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1041 {
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043         /*
1044          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1045          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1046          * here.
1047          */
1048         next->on_cpu = 1;
1049 #endif
1050 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1051         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1052 #else
1053         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1054 #endif
1055 }
1056
1057 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1058 {
1059 #ifdef CONFIG_SMP
1060         /*
1061          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1062          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1063          * finished.
1064          */
1065         smp_wmb();
1066         prev->on_cpu = 0;
1067 #endif
1068 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1069         local_irq_enable();
1070 #endif
1071 }
1072 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1073
1074 /*
1075  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1076  */
1077 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1078         __acquires(rq->lock)
1079 {
1080         struct rq *rq;
1081
1082         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1083
1084         for (;;) {
1085                 rq = task_rq(p);
1086                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1087                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1088                         return rq;
1089                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1095  */
1096 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1097         __acquires(p->pi_lock)
1098         __acquires(rq->lock)
1099 {
1100         struct rq *rq;
1101
1102         for (;;) {
1103                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1104                 rq = task_rq(p);
1105                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1106                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1107                         return rq;
1108                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1109                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1114         __releases(rq->lock)
1115 {
1116         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1117 }
1118
1119 static inline void
1120 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1121         __releases(rq->lock)
1122         __releases(p->pi_lock)
1123 {
1124         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1125         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1130  */
1131 static struct rq *this_rq_lock(void)
1132         __acquires(rq->lock)
1133 {
1134         struct rq *rq;
1135
1136         local_irq_disable();
1137         rq = this_rq();
1138         raw_spin_lock(&rq->lock);
1139
1140         return rq;
1141 }
1142
1143 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1144 /*
1145  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1146  *
1147  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1148  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1149  * reschedule event.
1150  *
1151  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1152  * rq->lock.
1153  */
1154
1155 /*
1156  * Use hrtick when:
1157  *  - enabled by features
1158  *  - hrtimer is actually high res
1159  */
1160 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1161 {
1162         if (!sched_feat(HRTICK))
1163                 return 0;
1164         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1165                 return 0;
1166         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1167 }
1168
1169 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1170 {
1171         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1172                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * High-resolution timer tick.
1177  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1178  */
1179 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1180 {
1181         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1182
1183         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1184
1185         raw_spin_lock(&rq->lock);
1186         update_rq_clock(rq);
1187         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1188         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1189
1190         return HRTIMER_NORESTART;
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_SMP
1194 /*
1195  * called from hardirq (IPI) context
1196  */
1197 static void __hrtick_start(void *arg)
1198 {
1199         struct rq *rq = arg;
1200
1201         raw_spin_lock(&rq->lock);
1202         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1203         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1204         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Called to set the hrtick timer state.
1209  *
1210  * called with rq->lock held and irqs disabled
1211  */
1212 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1213 {
1214         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1215         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1216
1217         hrtimer_set_expires(timer, time);
1218
1219         if (rq == this_rq()) {
1220                 hrtimer_restart(timer);
1221         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1222                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1223                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1224         }
1225 }
1226
1227 static int
1228 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1229 {
1230         int cpu = (int)(long)hcpu;
1231
1232         switch (action) {
1233         case CPU_UP_CANCELED:
1234         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1235         case CPU_DOWN_PREPARE:
1236         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1237         case CPU_DEAD:
1238         case CPU_DEAD_FROZEN:
1239                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1240                 return NOTIFY_OK;
1241         }
1242
1243         return NOTIFY_DONE;
1244 }
1245
1246 static __init void init_hrtick(void)
1247 {
1248         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1249 }
1250 #else
1251 /*
1252  * Called to set the hrtick timer state.
1253  *
1254  * called with rq->lock held and irqs disabled
1255  */
1256 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1257 {
1258         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1259                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1260 }
1261
1262 static inline void init_hrtick(void)
1263 {
1264 }
1265 #endif /* CONFIG_SMP */
1266
1267 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SMP
1270         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1271
1272         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1273         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1274         rq->hrtick_csd.info = rq;
1275 #endif
1276
1277         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1278         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1279 }
1280 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1281 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1282 {
1283 }
1284
1285 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1286 {
1287 }
1288
1289 static inline void init_hrtick(void)
1290 {
1291 }
1292 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1293
1294 /*
1295  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1296  *
1297  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1298  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1299  * the target CPU.
1300  */
1301 #ifdef CONFIG_SMP
1302
1303 #ifndef tsk_is_polling
1304 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1305 #endif
1306
1307 static void resched_task(struct task_struct *p)
1308 {
1309         int cpu;
1310
1311         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1312
1313         if (test_tsk_need_resched(p))
1314                 return;
1315
1316         set_tsk_need_resched(p);
1317
1318         cpu = task_cpu(p);
1319         if (cpu == smp_processor_id())
1320                 return;
1321
1322         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1323         smp_mb();
1324         if (!tsk_is_polling(p))
1325                 smp_send_reschedule(cpu);
1326 }
1327
1328 static void resched_cpu(int cpu)
1329 {
1330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1331         unsigned long flags;
1332
1333         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1334                 return;
1335         resched_task(cpu_curr(cpu));
1336         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1337 }
1338
1339 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1340 /*
1341  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
1342  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
1343  *
1344  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1345  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
1346  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1347  */
1348 int get_nohz_timer_target(void)
1349 {
1350         int cpu = smp_processor_id();
1351         int i;
1352         struct sched_domain *sd;
1353
1354         rcu_read_lock();
1355         for_each_domain(cpu, sd) {
1356                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1357                         if (!idle_cpu(i)) {
1358                                 cpu = i;
1359                                 goto unlock;
1360                         }
1361                 }
1362         }
1363 unlock:
1364         rcu_read_unlock();
1365         return cpu;
1366 }
1367 /*
1368  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1369  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1370  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1371  * idle system the next event might even be infinite time into the
1372  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1373  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1374  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1375  * wheel for the next timer event.
1376  */
1377 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1378 {
1379         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1380
1381         if (cpu == smp_processor_id())
1382                 return;
1383
1384         /*
1385          * This is safe, as this function is called with the timer
1386          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1387          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1388          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1389          * timer into account automatically.
1390          */
1391         if (rq->curr != rq->idle)
1392                 return;
1393
1394         /*
1395          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1396          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1397          * idle task through an additional NOOP schedule()
1398          */
1399         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1400
1401         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1402         smp_mb();
1403         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1404                 smp_send_reschedule(cpu);
1405 }
1406
1407 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1408 {
1409         return idle_cpu(smp_processor_id()) && this_rq()->nohz_balance_kick;
1410 }
1411
1412 #else /* CONFIG_NO_HZ */
1413
1414 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1415 {
1416         return false;
1417 }
1418
1419 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1420
1421 static u64 sched_avg_period(void)
1422 {
1423         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1424 }
1425
1426 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1427 {
1428         s64 period = sched_avg_period();
1429
1430         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1431                 /*
1432                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1433                  * optimising this loop into a divmod call.
1434                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1435                  */
1436                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
1437                 rq->age_stamp += period;
1438                 rq->rt_avg /= 2;
1439         }
1440 }
1441
1442 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1443 {
1444         rq->rt_avg += rt_delta;
1445         sched_avg_update(rq);
1446 }
1447
1448 #else /* !CONFIG_SMP */
1449 static void resched_task(struct task_struct *p)
1450 {
1451         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1452         set_tsk_need_resched(p);
1453 }
1454
1455 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1456 {
1457 }
1458
1459 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1460 {
1461 }
1462 #endif /* CONFIG_SMP */
1463
1464 #if BITS_PER_LONG == 32
1465 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1466 #else
1467 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1468 #endif
1469
1470 #define WMULT_SHIFT     32
1471
1472 /*
1473  * Shift right and round:
1474  */
1475 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1476
1477 /*
1478  * delta *= weight / lw
1479  */
1480 static unsigned long
1481 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1482                 struct load_weight *lw)
1483 {
1484         u64 tmp;
1485
1486         /*
1487          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
1488          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
1489          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
1490          */
1491         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
1492                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
1493         else
1494                 tmp = (u64)delta_exec;
1495
1496         if (!lw->inv_weight) {
1497                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
1498
1499                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
1500                         lw->inv_weight = 1;
1501                 else if (unlikely(!w))
1502                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
1503                 else
1504                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1509          */
1510         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1511                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1512                         WMULT_SHIFT/2);
1513         else
1514                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1515
1516         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1517 }
1518
1519 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1520 {
1521         lw->weight += inc;
1522         lw->inv_weight = 0;
1523 }
1524
1525 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1526 {
1527         lw->weight -= dec;
1528         lw->inv_weight = 0;
1529 }
1530
1531 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
1532 {
1533         lw->weight = w;
1534         lw->inv_weight = 0;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1539  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1540  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1541  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1542  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1543  * slice expiry etc.
1544  */
1545
1546 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1547 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1548
1549 /*
1550  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1551  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1552  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1553  * that remained on nice 0.
1554  *
1555  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1556  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1557  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1558  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1559  * the relative distance between them is ~25%.)
1560  */
1561 static const int prio_to_weight[40] = {
1562  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1563  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1564  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1565  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1566  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1567  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1568  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1569  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1570 };
1571
1572 /*
1573  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1574  *
1575  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1576  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1577  * into multiplications:
1578  */
1579 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1580  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1581  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1582  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1583  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1584  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1585  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1586  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1587  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1588 };
1589
1590 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1591 enum cpuacct_stat_index {
1592         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1593         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1594
1595         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1596 };
1597
1598 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1599 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1600 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1601                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1602 #else
1603 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1604 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1605                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1606 #endif
1607
1608 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1609 {
1610         update_load_add(&rq->load, load);
1611 }
1612
1613 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1614 {
1615         update_load_sub(&rq->load, load);
1616 }
1617
1618 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1619                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1620 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1621
1622 /*
1623  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1624  * node and @up when leaving it for the final time.
1625  *
1626  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1627  */
1628 static int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1629                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1630 {
1631         struct task_group *parent, *child;
1632         int ret;
1633
1634         parent = from;
1635
1636 down:
1637         ret = (*down)(parent, data);
1638         if (ret)
1639                 goto out;
1640         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1641                 parent = child;
1642                 goto down;
1643
1644 up:
1645                 continue;
1646         }
1647         ret = (*up)(parent, data);
1648         if (ret || parent == from)
1649                 goto out;
1650
1651         child = parent;
1652         parent = parent->parent;
1653         if (parent)
1654                 goto up;
1655 out:
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1661  * leaving it for the final time.
1662  *
1663  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1664  */
1665
1666 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1667 {
1668         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
1669 }
1670
1671 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1672 {
1673         return 0;
1674 }
1675 #endif
1676
1677 #ifdef CONFIG_SMP
1678 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1679 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1680 {
1681         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1686  * according to the scheduling class and "nice" value.
1687  *
1688  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1689  * balance conservatively.
1690  */
1691 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1692 {
1693         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1694         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1695
1696         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1697                 return total;
1698
1699         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1704  * according to the scheduling class and "nice" value.
1705  */
1706 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1707 {
1708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1709         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1710
1711         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1712                 return total;
1713
1714         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1715 }
1716
1717 static unsigned long power_of(int cpu)
1718 {
1719         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
1720 }
1721
1722 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1723
1724 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1725 {
1726         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1727         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1728
1729         if (nr_running)
1730                 return rq->load.weight / nr_running;
1731
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1736
1737 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1738
1739 /*
1740  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1741  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1742  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1743  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1744  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1745  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1746  */
1747 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1748         __releases(this_rq->lock)
1749         __acquires(busiest->lock)
1750         __acquires(this_rq->lock)
1751 {
1752         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1753         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1754
1755         return 1;
1756 }
1757
1758 #else
1759 /*
1760  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1761  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1762  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1763  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1764  * regardless of entry order into the function.
1765  */
1766 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1767         __releases(this_rq->lock)
1768         __acquires(busiest->lock)
1769         __acquires(this_rq->lock)
1770 {
1771         int ret = 0;
1772
1773         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1774                 if (busiest < this_rq) {
1775                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1776                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1777                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1778                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1779                         ret = 1;
1780                 } else
1781                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1782                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1783         }
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1788
1789 /*
1790  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1791  */
1792 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1793 {
1794         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1795                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1796                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1797                 BUG_ON(1);
1798         }
1799
1800         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1801 }
1802
1803 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1804         __releases(busiest->lock)
1805 {
1806         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1807         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1812  *
1813  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1814  * you need to do so manually before calling.
1815  */
1816 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1817         __acquires(rq1->lock)
1818         __acquires(rq2->lock)
1819 {
1820         BUG_ON(!irqs_disabled());
1821         if (rq1 == rq2) {
1822                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1823                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1824         } else {
1825                 if (rq1 < rq2) {
1826                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1827                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1828                 } else {
1829                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1830                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1831                 }
1832         }
1833 }
1834
1835 /*
1836  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1837  *
1838  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1839  * you need to do so manually after calling.
1840  */
1841 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1842         __releases(rq1->lock)
1843         __releases(rq2->lock)
1844 {
1845         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1846         if (rq1 != rq2)
1847                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1848         else
1849                 __release(rq2->lock);
1850 }
1851
1852 #else /* CONFIG_SMP */
1853
1854 /*
1855  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1856  *
1857  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1858  * you need to do so manually before calling.
1859  */
1860 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1861         __acquires(rq1->lock)
1862         __acquires(rq2->lock)
1863 {
1864         BUG_ON(!irqs_disabled());
1865         BUG_ON(rq1 != rq2);
1866         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1867         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1868 }
1869
1870 /*
1871  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1872  *
1873  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1874  * you need to do so manually after calling.
1875  */
1876 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1877         __releases(rq1->lock)
1878         __releases(rq2->lock)
1879 {
1880         BUG_ON(rq1 != rq2);
1881         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1882         __release(rq2->lock);
1883 }
1884
1885 #endif
1886
1887 static void update_sysctl(void);
1888 static int get_update_sysctl_factor(void);
1889 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1890
1891 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1892 {
1893         set_task_rq(p, cpu);
1894 #ifdef CONFIG_SMP
1895         /*
1896          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1897          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1898          * per-task data have been completed by this moment.
1899          */
1900         smp_wmb();
1901         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1902 #endif
1903 }
1904
1905 static const struct sched_class rt_sched_class;
1906
1907 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1908 #define for_each_class(class) \
1909    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1910
1911 #include "sched_stats.h"
1912
1913 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1914 {
1915         rq->nr_running++;
1916 }
1917
1918 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1919 {
1920         rq->nr_running--;
1921 }
1922
1923 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1924 {
1925         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1926         struct load_weight *load = &p->se.load;
1927
1928         /*
1929          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1930          */
1931         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1932                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1933                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1934                 return;
1935         }
1936
1937         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
1938         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
1939 }
1940
1941 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1942 {
1943         update_rq_clock(rq);
1944         sched_info_queued(p);
1945         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1946 }
1947
1948 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1949 {
1950         update_rq_clock(rq);
1951         sched_info_dequeued(p);
1952         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * activate_task - move a task to the runqueue.
1957  */
1958 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1959 {
1960         if (task_contributes_to_load(p))
1961                 rq->nr_uninterruptible--;
1962
1963         enqueue_task(rq, p, flags);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1968  */
1969 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1970 {
1971         if (task_contributes_to_load(p))
1972                 rq->nr_uninterruptible++;
1973
1974         dequeue_task(rq, p, flags);
1975 }
1976
1977 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1978
1979 /*
1980  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
1981  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
1982  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
1983  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
1984  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
1985  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
1986  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
1987  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
1988  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
1989  */
1990 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1991 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1992
1993 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
1994 static int sched_clock_irqtime;
1995
1996 void enable_sched_clock_irqtime(void)
1997 {
1998         sched_clock_irqtime = 1;
1999 }
2000
2001 void disable_sched_clock_irqtime(void)
2002 {
2003         sched_clock_irqtime = 0;
2004 }
2005
2006 #ifndef CONFIG_64BIT
2007 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
2008
2009 static inline void irq_time_write_begin(void)
2010 {
2011         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2012         smp_wmb();
2013 }
2014
2015 static inline void irq_time_write_end(void)
2016 {
2017         smp_wmb();
2018         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2019 }
2020
2021 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2022 {
2023         u64 irq_time;
2024         unsigned seq;
2025
2026         do {
2027                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
2028                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
2029                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2030         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
2031
2032         return irq_time;
2033 }
2034 #else /* CONFIG_64BIT */
2035 static inline void irq_time_write_begin(void)
2036 {
2037 }
2038
2039 static inline void irq_time_write_end(void)
2040 {
2041 }
2042
2043 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2044 {
2045         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2046 }
2047 #endif /* CONFIG_64BIT */
2048
2049 /*
2050  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
2051  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
2052  */
2053 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
2054 {
2055         unsigned long flags;
2056         s64 delta;
2057         int cpu;
2058
2059         if (!sched_clock_irqtime)
2060                 return;
2061
2062         local_irq_save(flags);
2063
2064         cpu = smp_processor_id();
2065         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
2066         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
2067
2068         irq_time_write_begin();
2069         /*
2070          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
2071          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
2072          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
2073          * that do not consume any time, but still wants to run.
2074          */
2075         if (hardirq_count())
2076                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
2077         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
2078                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
2079
2080         irq_time_write_end();
2081         local_irq_restore(flags);
2082 }
2083 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
2084
2085 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2086
2087 static inline void account_reset_rq(struct rq *rq)
2088 {
2089 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2090         rq->prev_irq_time = 0;
2091 #endif
2092 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2093         rq->prev_steal_time = 0;
2094 #endif
2095 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2096         rq->prev_steal_time_rq = 0;
2097 #endif
2098 }
2099
2100 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2101 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
2102 {
2103         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
2104                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
2105
2106         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
2107 }
2108 #endif
2109
2110 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
2111 {
2112 /*
2113  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
2114  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
2115  */
2116 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2117         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
2118 #endif
2119 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2120         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
2121
2122         /*
2123          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
2124          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
2125          * {soft,}irq region.
2126          *
2127          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
2128          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
2129          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
2130          * monotonic.
2131          *
2132          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
2133          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
2134          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
2135          * atomic ops.
2136          */
2137         if (irq_delta > delta)
2138                 irq_delta = delta;
2139
2140         rq->prev_irq_time += irq_delta;
2141         delta -= irq_delta;
2142 #endif
2143 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2144         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
2145                 u64 st;
2146
2147                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
2148                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
2149
2150                 if (unlikely(steal > delta))
2151                         steal = delta;
2152
2153                 st = steal_ticks(steal);
2154                 steal = st * TICK_NSEC;
2155
2156                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
2157
2158                 delta -= steal;
2159         }
2160 #endif
2161
2162         rq->clock_task += delta;
2163
2164 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2165         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
2166                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
2167 #endif
2168 }
2169
2170 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2171 static int irqtime_account_hi_update(void)
2172 {
2173         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2174         unsigned long flags;
2175         u64 latest_ns;
2176         int ret = 0;
2177
2178         local_irq_save(flags);
2179         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
2180         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
2181                 ret = 1;
2182         local_irq_restore(flags);
2183         return ret;
2184 }
2185
2186 static int irqtime_account_si_update(void)
2187 {
2188         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2189         unsigned long flags;
2190         u64 latest_ns;
2191         int ret = 0;
2192
2193         local_irq_save(flags);
2194         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
2195         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
2196                 ret = 1;
2197         local_irq_restore(flags);
2198         return ret;
2199 }
2200
2201 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2202
2203 #define sched_clock_irqtime     (0)
2204
2205 #endif
2206
2207 #ifdef CONFIG_SMP
2208 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq);
2209 #endif
2210
2211 #include "sched_idletask.c"
2212 #include "sched_fair.c"
2213 #include "sched_rt.c"
2214 #include "sched_autogroup.c"
2215 #include "sched_stoptask.c"
2216 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2217 # include "sched_debug.c"
2218 #endif
2219
2220 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2221 {
2222         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2223         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2224
2225         if (stop) {
2226                 /*
2227                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2228                  * userspace knows about and won't get confused about.
2229                  *
2230                  * Also, it will make PI more or less work without too
2231                  * much confusion -- but then, stop work should not
2232                  * rely on PI working anyway.
2233                  */
2234                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2235
2236                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2237         }
2238
2239         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2240
2241         if (old_stop) {
2242                 /*
2243                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2244                  * it can die in pieces.
2245                  */
2246                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2247         }
2248 }
2249
2250 /*
2251  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
2252  */
2253 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
2254 {
2255         return p->static_prio;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2260  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2261  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2262  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2263  * estimator recalculates.
2264  */
2265 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2266 {
2267         int prio;
2268
2269         if (task_has_rt_policy(p))
2270                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2271         else
2272                 prio = __normal_prio(p);
2273         return prio;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2278  * taken into account by the scheduler. This value might
2279  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2280  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2281  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2282  */
2283 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2284 {
2285         p->normal_prio = normal_prio(p);
2286         /*
2287          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2288          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2289          * to the normal priority:
2290          */
2291         if (!rt_prio(p->prio))
2292                 return p->normal_prio;
2293         return p->prio;
2294 }
2295
2296 /**
2297  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2298  * @p: the task in question.
2299  */
2300 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2301 {
2302         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2303 }
2304
2305 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2306                                        const struct sched_class *prev_class,
2307                                        int oldprio)
2308 {
2309         if (prev_class != p->sched_class) {
2310                 if (prev_class->switched_from)
2311                         prev_class->switched_from(rq, p);
2312                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2313         } else if (oldprio != p->prio)
2314                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2315 }
2316
2317 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2318 {
2319         const struct sched_class *class;
2320
2321         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
2322                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2323         } else {
2324                 for_each_class(class) {
2325                         if (class == rq->curr->sched_class)
2326                                 break;
2327                         if (class == p->sched_class) {
2328                                 resched_task(rq->curr);
2329                                 break;
2330                         }
2331                 }
2332         }
2333
2334         /*
2335          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2336          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2337          */
2338         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2339                 rq->skip_clock_update = 1;
2340 }
2341
2342 #ifdef CONFIG_SMP
2343 /*
2344  * Is this task likely cache-hot:
2345  */
2346 static int
2347 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2348 {
2349         s64 delta;
2350
2351         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2352                 return 0;
2353
2354         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
2355                 return 0;
2356
2357         /*
2358          * Buddy candidates are cache hot:
2359          */
2360         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2361                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2362                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2363                 return 1;
2364
2365         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2366                 return 1;
2367         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2368                 return 0;
2369
2370         delta = now - p->se.exec_start;
2371
2372         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2373 }
2374
2375 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2376 {
2377 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2378         /*
2379          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2380          * ttwu() will sort out the placement.
2381          */
2382         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2383                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2384
2385 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2386         /*
2387          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2388          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2389          *
2390          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2391          * see task_group().
2392          *
2393          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2394          * task_rq_lock().
2395          */
2396         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2397                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2398 #endif
2399 #endif
2400
2401         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2402
2403         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2404                 p->se.nr_migrations++;
2405                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
2406         }
2407
2408         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2409 }
2410
2411 struct migration_arg {
2412         struct task_struct *task;
2413         int dest_cpu;
2414 };
2415
2416 static int migration_cpu_stop(void *data);
2417
2418 /*
2419  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2420  *
2421  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2422  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2423  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2424  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2425  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2426  * @p has remained unscheduled the whole time.
2427  *
2428  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2429  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2430  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2431  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2432  * waiting to become inactive.
2433  */
2434 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2435 {
2436         unsigned long flags;
2437         int running, on_rq;
2438         unsigned long ncsw;
2439         struct rq *rq;
2440
2441         for (;;) {
2442                 /*
2443                  * We do the initial early heuristics without holding
2444                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2445                  * the runqueue lock when things look like they will
2446                  * work out!
2447                  */
2448                 rq = task_rq(p);
2449
2450                 /*
2451                  * If the task is actively running on another CPU
2452                  * still, just relax and busy-wait without holding
2453                  * any locks.
2454                  *
2455                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2456                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2457                  * But we don't care, since "task_running()" will
2458                  * return false if the runqueue has changed and p
2459                  * is actually now running somewhere else!
2460                  */
2461                 while (task_running(rq, p)) {
2462                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2463                                 return 0;
2464                         cpu_relax();
2465                 }
2466
2467                 /*
2468                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2469                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2470                  * just go back and repeat.
2471                  */
2472                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2473                 trace_sched_wait_task(p);
2474                 running = task_running(rq, p);
2475                 on_rq = p->on_rq;
2476                 ncsw = 0;
2477                 if (!match_state || p->state == match_state)
2478                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2479                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2480
2481                 /*
2482                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2483                  */
2484                 if (unlikely(!ncsw))
2485                         break;
2486
2487                 /*
2488                  * Was it really running after all now that we
2489                  * checked with the proper locks actually held?
2490                  *
2491                  * Oops. Go back and try again..
2492                  */
2493                 if (unlikely(running)) {
2494                         cpu_relax();
2495                         continue;
2496                 }
2497
2498                 /*
2499                  * It's not enough that it's not actively running,
2500                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2501                  * preempted!
2502                  *
2503                  * So if it was still runnable (but just not actively
2504                  * running right now), it's preempted, and we should
2505                  * yield - it could be a while.
2506                  */
2507                 if (unlikely(on_rq)) {
2508                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
2509
2510                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2511                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2512                         continue;
2513                 }
2514
2515                 /*
2516                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2517                  * runnable, which means that it will never become
2518                  * running in the future either. We're all done!
2519                  */
2520                 break;
2521         }
2522
2523         return ncsw;
2524 }
2525
2526 /***
2527  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2528  * @p: the to-be-kicked thread
2529  *
2530  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2531  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2532  *
2533  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2534  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2535  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2536  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2537  * achieved as well.
2538  */
2539 void kick_process(struct task_struct *p)
2540 {
2541         int cpu;
2542
2543         preempt_disable();
2544         cpu = task_cpu(p);
2545         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2546                 smp_send_reschedule(cpu);
2547         preempt_enable();
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2550 #endif /* CONFIG_SMP */
2551
2552 #ifdef CONFIG_SMP
2553 /*
2554  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2555  */
2556 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2557 {
2558         int dest_cpu;
2559         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2560
2561         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2562         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2563                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2564                         return dest_cpu;
2565
2566         /* Any allowed, online CPU? */
2567         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
2568         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2569                 return dest_cpu;
2570
2571         /* No more Mr. Nice Guy. */
2572         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2573         /*
2574          * Don't tell them about moving exiting tasks or
2575          * kernel threads (both mm NULL), since they never
2576          * leave kernel.
2577          */
2578         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2579                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2580                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2581         }
2582
2583         return dest_cpu;
2584 }
2585
2586 /*
2587  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
2588  */
2589 static inline
2590 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2591 {
2592         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2593
2594         /*
2595          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2596          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2597          * cpu.
2598          *
2599          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2600          *
2601          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2602          *   not worry about this generic constraint ]
2603          */
2604         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
2605                      !cpu_online(cpu)))
2606                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2607
2608         return cpu;
2609 }
2610
2611 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2612 {
2613         s64 diff = sample - *avg;
2614         *avg += diff >> 3;
2615 }
2616 #endif
2617
2618 static void
2619 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2620 {
2621 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2622         struct rq *rq = this_rq();
2623
2624 #ifdef CONFIG_SMP
2625         int this_cpu = smp_processor_id();
2626
2627         if (cpu == this_cpu) {
2628                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2629                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
2630         } else {
2631                 struct sched_domain *sd;
2632
2633                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
2634                 rcu_read_lock();
2635                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2636                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2637                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2638                                 break;
2639                         }
2640                 }
2641                 rcu_read_unlock();
2642         }
2643
2644         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2645                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2646
2647 #endif /* CONFIG_SMP */
2648
2649         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2650         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
2651
2652         if (wake_flags & WF_SYNC)
2653                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
2654
2655 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2656 }
2657
2658 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
2659 {
2660         activate_task(rq, p, en_flags);
2661         p->on_rq = 1;
2662
2663         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
2664         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
2665                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2670  */
2671 static void
2672 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2673 {
2674         trace_sched_wakeup(p, true);
2675         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2676
2677         p->state = TASK_RUNNING;
2678 #ifdef CONFIG_SMP
2679         if (p->sched_class->task_woken)
2680                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2681
2682         if (rq->idle_stamp) {
2683                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2684                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2685
2686                 if (delta > max)
2687                         rq->avg_idle = max;
2688                 else
2689                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2690                 rq->idle_stamp = 0;
2691         }
2692 #endif
2693 }
2694
2695 static void
2696 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2697 {
2698 #ifdef CONFIG_SMP
2699         if (p->sched_contributes_to_load)
2700                 rq->nr_uninterruptible--;
2701 #endif
2702
2703         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
2704         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2709  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2710  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2711  * the task is still ->on_rq.
2712  */
2713 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2714 {
2715         struct rq *rq;
2716         int ret = 0;
2717
2718         rq = __task_rq_lock(p);
2719         if (p->on_rq) {
2720                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2721                 ret = 1;
2722         }
2723         __task_rq_unlock(rq);
2724
2725         return ret;
2726 }
2727
2728 #ifdef CONFIG_SMP
2729 static void sched_ttwu_pending(void)
2730 {
2731         struct rq *rq = this_rq();
2732         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2733         struct task_struct *p;
2734
2735         raw_spin_lock(&rq->lock);
2736
2737         while (llist) {
2738                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
2739                 llist = llist_next(llist);
2740                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2741         }
2742
2743         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2744 }
2745
2746 void scheduler_ipi(void)
2747 {
2748         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2749                 return;
2750
2751         /*
2752          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2753          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2754          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2755          * we do call them.
2756          *
2757          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2758          * properly.
2759          *
2760          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2761          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2762          * somewhat pessimize the simple resched case.
2763          */
2764         irq_enter();
2765         sched_ttwu_pending();
2766
2767         /*
2768          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2769          */
2770         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
2771                 this_rq()->idle_balance = 1;
2772                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2773         }
2774         irq_exit();
2775 }
2776
2777 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
2778 {
2779         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
2780                 smp_send_reschedule(cpu);
2781 }
2782
2783 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2784 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2785 {
2786         struct rq *rq;
2787         int ret = 0;
2788
2789         rq = __task_rq_lock(p);
2790         if (p->on_cpu) {
2791                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2792                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2793                 ret = 1;
2794         }
2795         __task_rq_unlock(rq);
2796
2797         return ret;
2798
2799 }
2800 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
2801 #endif /* CONFIG_SMP */
2802
2803 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2804 {
2805         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2806
2807 #if defined(CONFIG_SMP)
2808         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
2809                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2810                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2811                 return;
2812         }
2813 #endif
2814
2815         raw_spin_lock(&rq->lock);
2816         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2817         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2818 }
2819
2820 /**
2821  * try_to_wake_up - wake up a thread
2822  * @p: the thread to be awakened
2823  * @state: the mask of task states that can be woken
2824  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2825  *
2826  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2827  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2828  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2829  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2830  * runnable without the overhead of this.
2831  *
2832  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
2833  * or @state didn't match @p's state.
2834  */
2835 static int
2836 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2837 {
2838         unsigned long flags;
2839         int cpu, success = 0;
2840
2841         smp_wmb();
2842         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2843         if (!(p->state & state))
2844                 goto out;
2845
2846         success = 1; /* we're going to change ->state */
2847         cpu = task_cpu(p);
2848
2849         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2850                 goto stat;
2851
2852 #ifdef CONFIG_SMP
2853         /*
2854          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2855          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2856          */
2857         while (p->on_cpu) {
2858 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2859                 /*
2860                  * In case the architecture enables interrupts in
2861                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
2862                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
2863                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
2864                  * remote wakeup.
2865                  */
2866                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
2867                         goto stat;
2868 #else
2869                 cpu_relax();
2870 #endif
2871         }
2872         /*
2873          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
2874          */
2875         smp_rmb();
2876
2877         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2878         p->state = TASK_WAKING;
2879
2880         if (p->sched_class->task_waking)
2881                 p->sched_class->task_waking(p);
2882
2883         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2884         if (task_cpu(p) != cpu) {
2885                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2886                 set_task_cpu(p, cpu);
2887         }
2888 #endif /* CONFIG_SMP */
2889
2890         ttwu_queue(p, cpu);
2891 stat:
2892         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2893 out:
2894         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2895
2896         return success;
2897 }
2898
2899 /**
2900  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2901  * @p: the thread to be awakened
2902  *
2903  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2904  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2905  * the current task.
2906  */
2907 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2908 {
2909         struct rq *rq = task_rq(p);
2910
2911         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2912             WARN_ON_ONCE(p == current))
2913                 return;
2914
2915         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2916
2917         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2918                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2919                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2920                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2921         }
2922
2923         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2924                 goto out;
2925
2926         if (!p->on_rq)
2927                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2928
2929         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2930         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2931 out:
2932         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2933 }
2934
2935 /**
2936  * wake_up_process - Wake up a specific process
2937  * @p: The process to be woken up.
2938  *
2939  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2940  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2941  * running.
2942  *
2943  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2944  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2945  */
2946 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2947 {
2948         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2951
2952 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2953 {
2954         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2959  * p is forked by current.
2960  *
2961  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2962  */
2963 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2964 {
2965         p->on_rq                        = 0;
2966
2967         p->se.on_rq                     = 0;
2968         p->se.exec_start                = 0;
2969         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2970         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2971         p->se.nr_migrations             = 0;
2972         p->se.vruntime                  = 0;
2973         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2974
2975 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2976         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2977 #endif
2978
2979         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2980
2981 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2982         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2983 #endif
2984 }
2985
2986 /*
2987  * fork()/clone()-time setup:
2988  */
2989 void sched_fork(struct task_struct *p)
2990 {
2991         unsigned long flags;
2992         int cpu = get_cpu();
2993
2994         __sched_fork(p);
2995         /*
2996          * We mark the process as running here. This guarantees that
2997          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2998          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2999          */
3000         p->state = TASK_RUNNING;
3001
3002         /*
3003          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
3004          */
3005         p->prio = current->normal_prio;
3006
3007         /*
3008          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
3009          */
3010         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
3011                 if (task_has_rt_policy(p)) {
3012                         p->policy = SCHED_NORMAL;
3013                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3014                         p->rt_priority = 0;
3015                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
3016                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3017
3018                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3019                 set_load_weight(p);
3020
3021                 /*
3022                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3023                  * fulfilled its duty:
3024                  */
3025                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3026         }
3027
3028         if (!rt_prio(p->prio))
3029                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3030
3031         if (p->sched_class->task_fork)
3032                 p->sched_class->task_fork(p);
3033
3034         /*
3035          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3036          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3037          * is ran before sched_fork().
3038          *
3039          * Silence PROVE_RCU.
3040          */
3041         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3042         set_task_cpu(p, cpu);
3043         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3044
3045 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
3046         if (likely(sched_info_on()))
3047                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3048 #endif
3049 #if defined(CONFIG_SMP)
3050         p->on_cpu = 0;
3051 #endif
3052 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3053         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
3054         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
3055 #endif
3056 #ifdef CONFIG_SMP
3057         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3058 #endif
3059
3060         put_cpu();
3061 }
3062
3063 /*
3064  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3065  *
3066  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3067  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3068  * on the runqueue and wakes it.
3069  */
3070 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3071 {
3072         unsigned long flags;
3073         struct rq *rq;
3074
3075         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3076 #ifdef CONFIG_SMP
3077         /*
3078          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3079          *  - cpus_allowed can change in the fork path
3080          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
3081          */
3082         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
3083 #endif
3084
3085         rq = __task_rq_lock(p);
3086         activate_task(rq, p, 0);
3087         p->on_rq = 1;
3088         trace_sched_wakeup_new(p, true);
3089         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3090 #ifdef CONFIG_SMP
3091         if (p->sched_class->task_woken)
3092                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3093 #endif
3094         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3095 }
3096
3097 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3098
3099 /**
3100  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3101  * @notifier: notifier struct to register
3102  */
3103 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3104 {
3105         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3106 }
3107 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3108
3109 /**
3110  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3111  * @notifier: notifier struct to unregister
3112  *
3113  * This is safe to call from within a preemption notifier.
3114  */
3115 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3116 {
3117         hlist_del(&notifier->link);
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3120
3121 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3122 {
3123         struct preempt_notifier *notifier;
3124         struct hlist_node *node;
3125
3126         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3127                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3128 }
3129
3130 static void
3131 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3132                                  struct task_struct *next)
3133 {
3134         struct preempt_notifier *notifier;
3135         struct hlist_node *node;
3136
3137         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3138                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3139 }
3140
3141 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3142
3143 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3144 {
3145 }
3146
3147 static void
3148 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3149                                  struct task_struct *next)
3150 {
3151 }
3152
3153 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3154
3155 /**
3156  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3157  * @rq: the runqueue preparing to switch
3158  * @prev: the current task that is being switched out
3159  * @next: the task we are going to switch to.
3160  *
3161  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3162  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3163  * switch.
3164  *
3165  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3166  * hooks.
3167  */
3168 static inline void
3169 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3170                     struct task_struct *next)
3171 {
3172         sched_info_switch(prev, next);
3173         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3174         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3175         prepare_lock_switch(rq, next);
3176         prepare_arch_switch(next);
3177         trace_sched_switch(prev, next);
3178 }
3179
3180 /**
3181  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3182  * @rq: runqueue associated with task-switch
3183  * @prev: the thread we just switched away from.
3184  *
3185  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3186  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3187  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3188  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3189  *
3190  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3191  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3192  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3193  * details.)
3194  */
3195 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3196         __releases(rq->lock)
3197 {
3198         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3199         long prev_state;
3200
3201         rq->prev_mm = NULL;
3202
3203         /*
3204          * A task struct has one reference for the use as "current".
3205          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3206          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3207          * the scheduled task must drop that reference.
3208          *
3209          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3210          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3211          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3212          * transition, resulting in a double drop.
3213          */
3214         prev_state = prev->state;
3215         finish_arch_switch(prev);
3216 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3217         local_irq_disable();
3218 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3219         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3220 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3221         local_irq_enable();
3222 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3223         finish_lock_switch(rq, prev);
3224
3225         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3226         if (mm)
3227                 mmdrop(mm);
3228         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3229                 /*
3230                  * Remove function-return probe instances associated with this
3231                  * task and put them back on the free list.
3232                  */
3233                 kprobe_flush_task(prev);
3234                 put_task_struct(prev);
3235         }
3236 }
3237
3238 #ifdef CONFIG_SMP
3239
3240 /* assumes rq->lock is held */
3241 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3242 {
3243         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3244                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3245 }
3246
3247 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3248 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3249 {
3250         if (rq->post_schedule) {
3251                 unsigned long flags;
3252
3253                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3254                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
3255                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
3256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3257
3258                 rq->post_schedule = 0;
3259         }
3260 }
3261
3262 #else
3263
3264 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3265 {
3266 }
3267
3268 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3269 {
3270 }
3271
3272 #endif
3273
3274 /**
3275  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3276  * @prev: the thread we just switched away from.
3277  */
3278 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3279         __releases(rq->lock)
3280 {
3281         struct rq *rq = this_rq();
3282
3283         finish_task_switch(rq, prev);
3284
3285         /*
3286          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
3287          * task_switch?
3288          */
3289         post_schedule(rq);
3290
3291 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3292         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
3293         preempt_enable();
3294 #endif
3295         if (current->set_child_tid)
3296                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3297 }
3298
3299 /*
3300  * context_switch - switch to the new MM and the new
3301  * thread's register state.
3302  */
3303 static inline void
3304 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3305                struct task_struct *next)
3306 {
3307         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3308
3309         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3310
3311         mm = next->mm;
3312         oldmm = prev->active_mm;
3313         /*
3314          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3315          * combine the page table reload and the switch backend into
3316          * one hypercall.
3317          */
3318         arch_start_context_switch(prev);
3319
3320         if (!mm) {
3321                 next->active_mm = oldmm;
3322                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
3323                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3324         } else
3325                 switch_mm(oldmm, mm, next);
3326
3327         if (!prev->mm) {
3328                 prev->active_mm = NULL;
3329                 rq->prev_mm = oldmm;
3330         }
3331         /*
3332          * Since the runqueue lock will be released by the next
3333          * task (which is an invalid locking op but in the case
3334          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3335          * do an early lockdep release here:
3336          */
3337 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3338         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3339 #endif
3340
3341         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3342         switch_to(prev, next, prev);
3343
3344         barrier();
3345         /*
3346          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
3347          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
3348          * frame will be invalid.
3349          */
3350         finish_task_switch(this_rq(), prev);
3351 }
3352
3353 /*
3354  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
3355  *
3356  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3357  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
3358  * number of context switches performed since bootup.
3359  */
3360 unsigned long nr_running(void)
3361 {
3362         unsigned long i, sum = 0;
3363
3364         for_each_online_cpu(i)
3365                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3366
3367         return sum;
3368 }
3369
3370 unsigned long nr_uninterruptible(void)
3371 {
3372         unsigned long i, sum = 0;
3373
3374         for_each_possible_cpu(i)
3375                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
3376
3377         /*
3378          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
3379          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
3380          */
3381         if (unlikely((long)sum < 0))
3382                 sum = 0;
3383
3384         return sum;
3385 }
3386
3387 unsigned long long nr_context_switches(void)
3388 {
3389         int i;
3390         unsigned long long sum = 0;
3391
3392         for_each_possible_cpu(i)
3393                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3394
3395         return sum;
3396 }
3397
3398 unsigned long nr_iowait(void)
3399 {
3400         unsigned long i, sum = 0;
3401
3402         for_each_possible_cpu(i)
3403                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
3404
3405         return sum;
3406 }
3407
3408 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3409 {
3410         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
3411         return atomic_read(&this->nr_iowait);
3412 }
3413
3414 unsigned long this_cpu_load(void)
3415 {
3416         struct rq *this = this_rq();
3417         return this->cpu_load[0];
3418 }
3419
3420
3421 /*
3422  * Global load-average calculations
3423  *
3424  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
3425  * in order to minimize overhead.
3426  *
3427  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
3428  * nr_uninterruptible.
3429  *
3430  * Once every LOAD_FREQ:
3431  *
3432  *   nr_active = 0;
3433  *   for_each_possible_cpu(cpu)
3434  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
3435  *
3436  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
3437  *
3438  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
3439  *
3440  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
3441  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
3442  *    to calculating nr_active.
3443  *
3444  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
3445  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
3446  *
3447  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
3448  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
3449  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
3450  *
3451  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
3452  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
3453  *    cpu to have completed this task.
3454  *
3455  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
3456  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
3457  *
3458  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
3459  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
3460  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
3461  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
3462  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
3463  *    all cpus yields the correct result.
3464  *
3465  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
3466  */
3467
3468 /* Variables and functions for calc_load */
3469 static atomic_long_t calc_load_tasks;
3470 static unsigned long calc_load_update;
3471 unsigned long avenrun[3];
3472 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
3473
3474 /**
3475  * get_avenrun - get the load average array
3476  * @loads:      pointer to dest load array
3477  * @offset:     offset to add
3478  * @shift:      shift count to shift the result left
3479  *
3480  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3481  */
3482 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3483 {
3484         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3485         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3486         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3487 }
3488
3489 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
3490 {
3491         long nr_active, delta = 0;
3492
3493         nr_active = this_rq->nr_running;
3494         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3495
3496         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3497                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3498                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3499         }
3500
3501         return delta;
3502 }
3503
3504 /*
3505  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3506  */
3507 static unsigned long
3508 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3509 {
3510         unsigned long newload;
3511
3512         newload = load * exp + active * (FIXED_1 - exp);
3513         if (active >= load)
3514                 newload += FIXED_1-1;
3515
3516         return newload / FIXED_1;
3517 }
3518
3519 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3520 /*
3521  * Handle NO_HZ for the global load-average.
3522  *
3523  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
3524  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
3525  * NO_HZ.
3526  *
3527  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
3528  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
3529  * when we read the global state.
3530  *
3531  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
3532  *
3533  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
3534  *    contribution, causing under-accounting.
3535  *
3536  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
3537  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
3538  *
3539  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
3540  *
3541  *        0s            5s            10s           15s
3542  *          +10           +10           +10           +10
3543  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
3544  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
3545  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
3546  *
3547  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
3548  *    accumlating the new one.
3549  *
3550  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
3551  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
3552  *    busy state.
3553  *
3554  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
3555  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
3556  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
3557  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
3558  *    LOAD_FREQ intervals.
3559  *
3560  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
3561  */
3562 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
3563 static int calc_load_idx;
3564
3565 static inline int calc_load_write_idx(void)
3566 {
3567         int idx = calc_load_idx;
3568
3569         /*
3570          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
3571          * need to observe the new update time.
3572          */
3573         smp_rmb();
3574
3575         /*
3576          * If the folding window started, make sure we start writing in the
3577          * next idle-delta.
3578          */
3579         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
3580                 idx++;
3581
3582         return idx & 1;
3583 }
3584
3585 static inline int calc_load_read_idx(void)
3586 {
3587         return calc_load_idx & 1;
3588 }
3589
3590 void calc_load_enter_idle(void)
3591 {
3592         struct rq *this_rq = this_rq();
3593         long delta;
3594
3595         /*
3596          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
3597          * into the pending idle delta.
3598          */
3599         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
3600         if (delta) {
3601                 int idx = calc_load_write_idx();
3602                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
3603         }
3604 }
3605
3606 void calc_load_exit_idle(void)
3607 {
3608         struct rq *this_rq = this_rq();
3609
3610         /*
3611          * If we're still before the sample window, we're done.
3612          */
3613         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3614                 return;
3615
3616         /*
3617          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
3618          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
3619          * sync up for the next window.
3620          */
3621         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
3622         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
3623                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3624 }
3625
3626 static long calc_load_fold_idle(void)
3627 {
3628         int idx = calc_load_read_idx();
3629         long delta = 0;
3630
3631         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
3632                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
3633
3634         return delta;
3635 }
3636
3637 /**
3638  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
3639  *
3640  * @x:         base of the power
3641  * @frac_bits: fractional bits of @x
3642  * @n:         power to raise @x to.
3643  *
3644  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
3645  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
3646  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
3647  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
3648  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
3649  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
3650  * vector.
3651  */
3652 static unsigned long
3653 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
3654 {
3655         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
3656
3657         if (n) for (;;) {
3658                 if (n & 1) {
3659                         result *= x;
3660                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
3661                         result >>= frac_bits;
3662                 }
3663                 n >>= 1;
3664                 if (!n)
3665                         break;
3666                 x *= x;
3667                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
3668                 x >>= frac_bits;
3669         }
3670
3671         return result;
3672 }
3673
3674 /*
3675  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3676  *
3677  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
3678  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
3679  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
3680  *
3681  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
3682  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
3683  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
3684  *
3685  *  ...
3686  *
3687  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
3688  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
3689  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
3690  *
3691  * [1] application of the geometric series:
3692  *
3693  *              n         1 - x^(n+1)
3694  *     S_n := \Sum x^i = -------------
3695  *             i=0          1 - x
3696  */
3697 static unsigned long
3698 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
3699             unsigned long active, unsigned int n)
3700 {
3701
3702         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
3703 }
3704
3705 /*
3706  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
3707  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
3708  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
3709  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
3710  *
3711  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
3712  * weights adjusted to the number of cycles missed.
3713  */
3714 static void calc_global_nohz(void)
3715 {
3716         long delta, active, n;
3717
3718         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
3719                 /*
3720                  * Catch-up, fold however many we are behind still
3721                  */
3722                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
3723                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
3724
3725                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3726                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3727
3728                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
3729                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
3730                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
3731
3732                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
3733         }
3734
3735         /*
3736          * Flip the idle index...
3737          *
3738          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
3739          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
3740          * index, this avoids a double flip messing things up.
3741          */
3742         smp_wmb();
3743         calc_load_idx++;
3744 }
3745 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
3746
3747 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
3748 static inline void calc_global_nohz(void) { }
3749
3750 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3751
3752 /*
3753  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3754  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3755  */
3756 void calc_global_load(unsigned long ticks)
3757 {
3758         long active, delta;
3759
3760         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3761                 return;
3762
3763         /*
3764          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
3765          */
3766         delta = calc_load_fold_idle();
3767         if (delta)
3768                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3769
3770         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3771         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3772
3773         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3774         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3775         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3776
3777         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3778
3779         /*
3780          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
3781          */
3782         calc_global_nohz();
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
3787  * active count.
3788  */
3789 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3790 {
3791         long delta;
3792
3793         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3794                 return;
3795
3796         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
3797         if (delta)
3798                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3799
3800         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * End of global load-average stuff
3805  */
3806
3807 /*
3808  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
3809  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
3810  *
3811  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
3812  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
3813  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3814  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
3815  *
3816  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
3817  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3818  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
3819  *
3820  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
3821  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
3822  * particular idx is approximated to be zero.
3823  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
3824  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
3825  * based on 128 point scale.
3826  * Example:
3827  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
3828  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
3829  *
3830  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
3831  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
3832  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
3833  */
3834 #define DEGRADE_SHIFT           7
3835 static const unsigned char
3836                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
3837 static const unsigned char
3838                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
3839                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
3840                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
3841                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
3842                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
3843                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
3844
3845 /*
3846  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
3847  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
3848  * adding any new load.
3849  */
3850 static unsigned long
3851 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
3852 {
3853         int j = 0;
3854
3855         if (!missed_updates)
3856                 return load;
3857
3858         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
3859                 return 0;
3860
3861         if (idx == 1)
3862                 return load >> missed_updates;
3863
3864         while (missed_updates) {
3865                 if (missed_updates % 2)
3866                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
3867
3868                 missed_updates >>= 1;
3869                 j++;
3870         }
3871         return load;
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3876  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
3877  * every tick. We fix it up based on jiffies.
3878  */
3879 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
3880                               unsigned long pending_updates)
3881 {
3882         int i, scale;
3883
3884         this_rq->nr_load_updates++;
3885
3886         /* Update our load: */
3887         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
3888         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3889                 unsigned long old_load, new_load;
3890
3891                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3892
3893                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3894                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
3895                 new_load = this_load;
3896                 /*
3897                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3898                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3899                  * example.
3900                  */
3901                 if (new_load > old_load)
3902                         new_load += scale - 1;
3903
3904                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
3905         }
3906
3907         sched_avg_update(this_rq);
3908 }
3909
3910 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3911 /*
3912  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
3913  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
3914  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
3915  *
3916  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
3917  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
3918  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
3919  * (tick_nohz_idle_exit).
3920  *
3921  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
3922  */
3923
3924 /*
3925  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
3926  * idle balance.
3927  */
3928 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
3929 {
3930         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3931         unsigned long load = this_rq->load.weight;
3932         unsigned long pending_updates;
3933
3934         /*
3935          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
3936          */
3937         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3938                 return;
3939
3940         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3941         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3942
3943         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
3948  */
3949 void update_cpu_load_nohz(void)
3950 {
3951         struct rq *this_rq = this_rq();
3952         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
3953         unsigned long pending_updates;
3954
3955         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3956                 return;
3957
3958         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3959         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3960         if (pending_updates) {
3961                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3962                 /*
3963                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
3964                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
3965                  */
3966                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
3967         }
3968         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3969 }
3970 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
3971
3972 /*
3973  * Called from scheduler_tick()
3974  */
3975 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
3976 {
3977         /*
3978          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
3979          */
3980         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
3981         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
3982
3983         calc_load_account_active(this_rq);
3984 }
3985
3986 #ifdef CONFIG_SMP
3987
3988 /*
3989  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3990  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3991  */
3992 void sched_exec(void)
3993 {
3994         struct task_struct *p = current;
3995         unsigned long flags;
3996         int dest_cpu;
3997
3998         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3999         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
4000         if (dest_cpu == smp_processor_id())
4001                 goto unlock;
4002
4003         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
4004                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4005
4006                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4007                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
4008                 return;
4009         }
4010 unlock:
4011         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4012 }
4013
4014 #endif
4015
4016 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4017
4018 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4019
4020 /*
4021  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4022  * @p in case that task is currently running.
4023  *
4024  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4025  */
4026 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4027 {
4028         u64 ns = 0;
4029
4030         if (task_current(rq, p)) {
4031                 update_rq_clock(rq);
4032                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
4033                 if ((s64)ns < 0)
4034                         ns = 0;
4035         }
4036
4037         return ns;
4038 }
4039
4040 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4041 {
4042         unsigned long flags;
4043         struct rq *rq;
4044         u64 ns = 0;
4045
4046         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4047         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4048         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4049
4050         return ns;
4051 }
4052
4053 /*
4054  * Return accounted runtime for the task.
4055  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4056  * pending runtime that have not been accounted yet.
4057  */
4058 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4059 {
4060         unsigned long flags;
4061         struct rq *rq;
4062         u64 ns = 0;
4063
4064         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4065         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4066         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4067
4068         return ns;
4069 }
4070
4071 /*
4072  * Account user cpu time to a process.
4073  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4074  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4075  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4076  */
4077 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4078                        cputime_t cputime_scaled)
4079 {
4080         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4081         cputime64_t tmp;
4082
4083         /* Add user time to process. */
4084         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4085         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4086         account_group_user_time(p, cputime);
4087
4088         /* Add user time to cpustat. */
4089         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4090         if (TASK_NICE(p) > 0)
4091                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4092         else
4093                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4094
4095         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4096         /* Account for user time used */
4097         acct_update_integrals(p);
4098 }
4099
4100 /*
4101  * Account guest cpu time to a process.
4102  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4103  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4104  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4105  */
4106 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4107                                cputime_t cputime_scaled)
4108 {
4109         cputime64_t tmp;
4110         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4111
4112         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4113
4114         /* Add guest time to process. */
4115         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4116         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4117         account_group_user_time(p, cputime);
4118         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4119
4120         /* Add guest time to cpustat. */
4121         if (TASK_NICE(p) > 0) {
4122                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4123                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
4124         } else {
4125                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4126                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4127         }
4128 }
4129
4130 /*
4131  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
4132  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4133  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4134  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4135  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
4136  */
4137 static inline
4138 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4139                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
4140 {
4141         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4142
4143         /* Add system time to process. */
4144         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4145         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4146         account_group_system_time(p, cputime);
4147
4148         /* Add system time to cpustat. */
4149         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
4150         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4151
4152         /* Account for system time used */
4153         acct_update_integrals(p);
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Account system cpu time to a process.
4158  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4159  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4160  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4161  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4162  */
4163 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4164                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4165 {
4166         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4167         cputime64_t *target_cputime64;
4168
4169         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4170                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4171                 return;
4172         }
4173
4174         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4175                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
4176         else if (in_serving_softirq())
4177                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
4178         else
4179                 target_cputime64 = &cpustat->system;
4180
4181         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
4182 }
4183
4184 /*
4185  * Account for involuntary wait time.
4186  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
4187  */
4188 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4189 {
4190         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4191         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4192
4193         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4194 }
4195
4196 /*
4197  * Account for idle time.
4198  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4199  */
4200 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4201 {
4202         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4203         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4204         struct rq *rq = this_rq();
4205
4206         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4207                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4208         else
4209                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4210 }
4211
4212 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
4213 {
4214 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
4215         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
4216                 u64 steal, st = 0;
4217
4218                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
4219                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
4220
4221                 st = steal_ticks(steal);
4222                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
4223
4224                 account_steal_time(st);
4225                 return st;
4226         }
4227 #endif
4228         return false;
4229 }
4230
4231 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4232
4233 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
4234 /*
4235  * Account a tick to a process and cpustat
4236  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4237  * @user_tick: is the tick from userspace
4238  * @rq: the pointer to rq
4239  *
4240  * Tick demultiplexing follows the order
4241  * - pending hardirq update
4242  * - pending softirq update
4243  * - user_time
4244  * - idle_time
4245  * - system time
4246  *   - check for guest_time
4247  *   - else account as system_time
4248  *
4249  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
4250  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
4251  * opportunity to update it solely in system time.
4252  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
4253  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
4254  */
4255 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4256                                                 struct rq *rq)
4257 {
4258         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4259         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
4260         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4261
4262         if (steal_account_process_tick())
4263                 return;
4264
4265         if (irqtime_account_hi_update()) {
4266                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4267         } else if (irqtime_account_si_update()) {
4268                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4269         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
4270                 /*
4271                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
4272                  * So, we have to handle it separately here.
4273                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
4274                  */
4275                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4276                                         &cpustat->softirq);
4277         } else if (user_tick) {
4278                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4279         } else if (p == rq->idle) {
4280                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4281         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
4282                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4283         } else {
4284                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4285                                         &cpustat->system);
4286         }
4287 }
4288
4289 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
4290 {
4291         int i;
4292         struct rq *rq = this_rq();
4293
4294         for (i = 0; i < ticks; i++)
4295                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
4296 }
4297 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4298 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
4299 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4300                                                 struct rq *rq) {}
4301 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4302
4303 /*
4304  * Account a single tick of cpu time.
4305  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4306  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4307  */
4308 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4309 {
4310         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4311         struct rq *rq = this_rq();
4312
4313         if (sched_clock_irqtime) {
4314                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
4315                 return;
4316         }
4317
4318         if (steal_account_process_tick())
4319                 return;
4320
4321         if (user_tick)
4322                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4323         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4324                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
4325                                     one_jiffy_scaled);
4326         else
4327                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4328 }
4329
4330 /*
4331  * Account multiple ticks of steal time.
4332  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4333  * @ticks: number of stolen ticks
4334  */
4335 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4336 {
4337         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4338 }
4339
4340 /*
4341  * Account multiple ticks of idle time.
4342  * @ticks: number of stolen ticks
4343  */
4344 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4345 {
4346
4347         if (sched_clock_irqtime) {
4348                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
4349                 return;
4350         }
4351
4352         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4353 }
4354
4355 #endif
4356
4357 /*
4358  * Use precise platform statistics if available:
4359  */
4360 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4361 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4362 {
4363         *ut = p->utime;
4364         *st = p->stime;
4365 }
4366
4367 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4368 {
4369         struct task_cputime cputime;
4370
4371         thread_group_cputime(p, &cputime);
4372
4373         *ut = cputime.utime;
4374         *st = cputime.stime;
4375 }
4376 #else
4377
4378 #ifndef nsecs_to_cputime
4379 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
4380 #endif
4381
4382 static cputime_t scale_utime(cputime_t utime, cputime_t rtime, cputime_t total)
4383 {
4384         u64 temp = (__force u64) rtime;
4385
4386         temp *= (__force u64) utime;
4387
4388         if (sizeof(cputime_t) == 4)
4389                 temp = div_u64(temp, (__force u32) total);
4390         else
4391                 temp = div64_u64(temp, (__force u64) total);
4392
4393         return (__force cputime_t) temp;
4394 }
4395
4396 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4397 {
4398         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
4399
4400         /*
4401          * Use CFS's precise accounting:
4402          */
4403         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
4404
4405         if (total)
4406                 utime = scale_utime(utime, rtime, total);
4407         else
4408                 utime = rtime;
4409
4410         /*
4411          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
4412          */
4413         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
4414         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
4415
4416         *ut = p->prev_utime;
4417         *st = p->prev_stime;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Must be called with siglock held.
4422  */
4423 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4424 {
4425         struct signal_struct *sig = p->signal;
4426         struct task_cputime cputime;
4427         cputime_t rtime, utime, total;
4428
4429         thread_group_cputime(p, &cputime);
4430
4431         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
4432         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
4433
4434         if (total)
4435                 utime = scale_utime(cputime.utime, rtime, total);
4436         else
4437                 utime = rtime;
4438
4439         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
4440         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
4441                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
4442
4443         *ut = sig->prev_utime;
4444         *st = sig->prev_stime;
4445 }
4446 #endif
4447
4448 /*
4449  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4450  * We call it with interrupts disabled.
4451  */
4452 void scheduler_tick(void)
4453 {
4454         int cpu = smp_processor_id();
4455         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4456         struct task_struct *curr = rq->curr;
4457
4458         sched_clock_tick();
4459
4460         raw_spin_lock(&rq->lock);
4461         update_rq_clock(rq);
4462         update_cpu_load_active(rq);
4463         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4464         raw_spin_unlock(&rq->lock);
4465
4466         perf_event_task_tick();
4467
4468 #ifdef CONFIG_SMP
4469         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4470         trigger_load_balance(rq, cpu);
4471 #endif
4472 }
4473
4474 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4475 {
4476         if (in_lock_functions(addr)) {
4477                 addr = CALLER_ADDR2;
4478                 if (in_lock_functions(addr))
4479                         addr = CALLER_ADDR3;
4480         }
4481         return addr;
4482 }
4483
4484 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4485                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4486
4487 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4488 {
4489 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4490         /*
4491          * Underflow?
4492          */
4493         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4494                 return;
4495 #endif
4496         preempt_count() += val;
4497 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4498         /*
4499          * Spinlock count overflowing soon?
4500          */
4501         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4502                                 PREEMPT_MASK - 10);
4503 #endif
4504         if (preempt_count() == val)
4505                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4506 }
4507 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4508
4509 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4510 {
4511 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4512         /*
4513          * Underflow?
4514          */
4515         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4516                 return;
4517         /*
4518          * Is the spinlock portion underflowing?
4519          */
4520         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4521                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4522                 return;
4523 #endif
4524
4525         if (preempt_count() == val)
4526                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4527         preempt_count() -= val;
4528 }
4529 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4530
4531 #endif
4532
4533 /*
4534  * Print scheduling while atomic bug:
4535  */
4536 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4537 {
4538         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4539
4540         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4541                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4542
4543         debug_show_held_locks(prev);
4544         print_modules();
4545         if (irqs_disabled())
4546                 print_irqtrace_events(prev);
4547
4548         if (regs)
4549                 show_regs(regs);
4550         else
4551                 dump_stack();
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4556  */
4557 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4558 {
4559         /*
4560          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4561          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4562          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4563          */
4564         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4565                 __schedule_bug(prev);
4566         rcu_sleep_check();
4567
4568         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4569
4570         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4571 }
4572
4573 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4574 {
4575         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
4576                 update_rq_clock(rq);
4577         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4578 }
4579
4580 /*
4581  * Pick up the highest-prio task:
4582  */
4583 static inline struct task_struct *
4584 pick_next_task(struct rq *rq)
4585 {
4586         const struct sched_class *class;
4587         struct task_struct *p;
4588
4589         /*
4590          * Optimization: we know that if all tasks are in
4591          * the fair class we can call that function directly:
4592          */
4593         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4594                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4595                 if (likely(p))
4596                         return p;
4597         }
4598
4599         for_each_class(class) {
4600                 p = class->pick_next_task(rq);
4601                 if (p)
4602                         return p;
4603         }
4604
4605         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
4606 }
4607
4608 /*
4609  * __schedule() is the main scheduler function.
4610  */
4611 static void __sched __schedule(void)
4612 {
4613         struct task_struct *prev, *next;
4614         unsigned long *switch_count;
4615         struct rq *rq;
4616         int cpu;
4617
4618 need_resched:
4619         preempt_disable();
4620         cpu = smp_processor_id();
4621         rq = cpu_rq(cpu);
4622         rcu_note_context_switch(cpu);
4623         prev = rq->curr;
4624
4625         schedule_debug(prev);
4626
4627         if (sched_feat(HRTICK))
4628                 hrtick_clear(rq);
4629
4630         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
4631
4632         switch_count = &prev->nivcsw;
4633         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4634                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
4635                         prev->state = TASK_RUNNING;
4636                 } else {
4637                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
4638                         prev->on_rq = 0;
4639
4640                         /*
4641                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
4642                          * whether it wants to wake up a task to maintain
4643                          * concurrency.
4644                          */
4645                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
4646                                 struct task_struct *to_wakeup;
4647
4648                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
4649                                 if (to_wakeup)
4650                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
4651                         }
4652                 }
4653                 switch_count = &prev->nvcsw;
4654         }
4655
4656         pre_schedule(rq, prev);
4657
4658         if (unlikely(!rq->nr_running))
4659                 idle_balance(cpu, rq);
4660
4661         put_prev_task(rq, prev);
4662         next = pick_next_task(rq);
4663         clear_tsk_need_resched(prev);
4664         rq->skip_clock_update = 0;
4665
4666         if (likely(prev != next)) {
4667                 rq->nr_switches++;
4668                 rq->curr = next;
4669                 ++*switch_count;
4670
4671                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4672                 /*
4673                  * The context switch have flipped the stack from under us
4674                  * and restored the local variables which were saved when
4675                  * this task called schedule() in the past. prev == current
4676                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
4677                  */
4678                 cpu = smp_processor_id();
4679                 rq = cpu_rq(cpu);
4680         } else
4681                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4682
4683         post_schedule(rq);
4684
4685         preempt_enable_no_resched();
4686         if (need_resched())
4687                 goto need_resched;
4688 }
4689
4690 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4691 {
4692         if (!tsk->state)
4693                 return;
4694         /*
4695          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4696          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4697          */
4698         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4699                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4700 }
4701
4702 asmlinkage void __sched schedule(void)
4703 {
4704         struct task_struct *tsk = current;
4705
4706         sched_submit_work(tsk);
4707         __schedule();
4708 }
4709 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4710
4711 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
4712
4713 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4714 {
4715         if (lock->owner != owner)
4716                 return false;
4717
4718         /*
4719          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
4720          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
4721          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
4722          * ensures the memory stays valid.
4723          */
4724         barrier();
4725
4726         return owner->on_cpu;
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
4731  * access and not reliable.
4732  */
4733 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4734 {
4735         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
4736                 return 0;
4737
4738         rcu_read_lock();
4739         while (owner_running(lock, owner)) {
4740                 if (need_resched())
4741                         break;
4742
4743                 arch_mutex_cpu_relax();
4744         }
4745         rcu_read_unlock();
4746
4747         /*
4748          * We break out the loop above on need_resched() and when the
4749          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
4750          * success only when lock->owner is NULL.
4751          */
4752         return lock->owner == NULL;
4753 }
4754 #endif
4755
4756 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4757 /*
4758  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4759  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4760  * occur there and call schedule directly.
4761  */
4762 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
4763 {
4764         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4765
4766         /*
4767          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4768          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4769          */
4770         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4771                 return;
4772
4773         do {
4774                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4775                 __schedule();
4776                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4777
4778                 /*
4779                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4780                  * between schedule and now.
4781                  */
4782                 barrier();
4783         } while (need_resched());
4784 }
4785 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4786
4787 /*
4788  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4789  * off of irq context.
4790  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4791  * protect us against recursive calling from irq.
4792  */
4793 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4794 {
4795         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4796
4797         /* Catch callers which need to be fixed */
4798         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4799
4800         do {
4801                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4802                 local_irq_enable();
4803                 __schedule();
4804                 local_irq_disable();
4805                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4806
4807                 /*
4808                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4809                  * between schedule and now.
4810                  */
4811                 barrier();
4812         } while (need_resched());
4813 }
4814
4815 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4816
4817 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4818                           void *key)
4819 {
4820         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4821 }
4822 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4823
4824 /*
4825  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4826  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4827  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4828  *
4829  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4830  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4831  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4832  */
4833 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4834                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
4835 {
4836         wait_queue_t *curr, *next;
4837
4838         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4839                 unsigned flags = curr->flags;
4840
4841                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
4842                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4843                         break;
4844         }
4845 }
4846
4847 /**
4848  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4849  * @q: the waitqueue
4850  * @mode: which threads
4851  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4852  * @key: is directly passed to the wakeup function
4853  *
4854  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4855  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4856  */
4857 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4858                         int nr_exclusive, void *key)
4859 {
4860         unsigned long flags;
4861
4862         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4863         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4864         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4865 }
4866 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4867
4868 /*
4869  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4870  */
4871 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4872 {
4873         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4874 }
4875 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
4876
4877 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
4878 {
4879         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
4880 }
4881 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
4882
4883 /**
4884  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
4885  * @q: the waitqueue
4886  * @mode: which threads
4887  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4888  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
4889  *
4890  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4891  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4892  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4893  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4894  *
4895  * On UP it can prevent extra preemption.
4896  *
4897  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4898  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4899  */
4900 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4901                         int nr_exclusive, void *key)
4902 {
4903         unsigned long flags;
4904         int wake_flags = WF_SYNC;
4905
4906         if (unlikely(!q))
4907                 return;
4908
4909         if (unlikely(!nr_exclusive))
4910                 wake_flags = 0;
4911
4912         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4913         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
4914         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4915 }
4916 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
4917
4918 /*
4919  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
4920  */
4921 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4922 {
4923         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
4924 }
4925 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4926
4927 /**
4928  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4929  * @x:  holds the state of this particular completion
4930  *
4931  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4932  * awakened in the same order in which they were queued.
4933  *
4934  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4935  *
4936  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4937  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4938  */
4939 void complete(struct completion *x)
4940 {
4941         unsigned long flags;
4942
4943         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4944         x->done++;
4945         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4946         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4947 }
4948 EXPORT_SYMBOL(complete);
4949
4950 /**
4951  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4952  * @x:  holds the state of this particular completion
4953  *
4954  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4955  *
4956  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4957  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4958  */
4959 void complete_all(struct completion *x)
4960 {
4961         unsigned long flags;
4962
4963         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4964         x->done += UINT_MAX/2;
4965         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4966         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4967 }
4968 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4969
4970 static inline long __sched
4971 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4972 {
4973         if (!x->done) {
4974                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4975
4976                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
4977                 do {
4978                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4979                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4980                                 break;
4981                         }
4982                         __set_current_state(state);
4983                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4984                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4985                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4986                 } while (!x->done && timeout);
4987                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4988                 if (!x->done)
4989                         return timeout;
4990         }
4991         x->done--;
4992         return timeout ?: 1;
4993 }
4994
4995 static long __sched
4996 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4997 {
4998         might_sleep();
4999
5000         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5001         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5002         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5003         return timeout;
5004 }
5005
5006 /**
5007  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5008  * @x:  holds the state of this particular completion
5009  *
5010  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5011  * interruptible and there is no timeout.
5012  *
5013  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5014  * and interrupt capability. Also see complete().
5015  */
5016 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5017 {
5018         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5019 }
5020 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5021
5022 /**
5023  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5024  * @x:  holds the state of this particular completion
5025  * @timeout:  timeout value in jiffies
5026  *
5027  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5028  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5029  * interruptible.
5030  *
5031  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
5032  * jiffies left till timeout) if completed.
5033  */
5034 unsigned long __sched
5035 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5036 {
5037         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5038 }
5039 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5040
5041 /**
5042  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5043  * @x:  holds the state of this particular completion
5044  *
5045  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5046  * interruptible.
5047  *
5048  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5049  */
5050 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5051 {
5052         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5053         if (t == -ERESTARTSYS)
5054                 return t;
5055         return 0;
5056 }
5057 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5058
5059 /**
5060  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5061  * @x:  holds the state of this particular completion
5062  * @timeout:  timeout value in jiffies
5063  *
5064  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5065  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5066  *
5067  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5068  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5069  */
5070 long __sched
5071 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5072                                           unsigned long timeout)
5073 {
5074         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5075 }
5076 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5077
5078 /**
5079  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5080  * @x:  holds the state of this particular completion
5081  *
5082  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5083  * interrupted by a kill signal.
5084  *
5085  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
5086  */
5087 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5088 {
5089         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5090         if (t == -ERESTARTSYS)
5091                 return t;
5092         return 0;
5093 }
5094 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5095
5096 /**
5097  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
5098  * @x:  holds the state of this particular completion
5099  * @timeout:  timeout value in jiffies
5100  *
5101  * This waits for either a completion of a specific task to be
5102  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
5103  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
5104  *
5105  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
5106  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
5107  */
5108 long __sched
5109 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
5110                                      unsigned long timeout)
5111 {
5112         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
5113 }
5114 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
5115
5116 /**
5117  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5118  *      @x:     completion structure
5119  *
5120  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5121  *               1 if a decrement succeeded.
5122  *
5123  *      If a completion is being used as a counting completion,
5124  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5125  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5126  *      is protecting is not available.
5127  */
5128 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5129 {
5130         unsigned long flags;
5131         int ret = 1;
5132
5133         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5134         if (!x->done)
5135                 ret = 0;
5136         else
5137                 x->done--;
5138         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5139         return ret;
5140 }
5141 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5142
5143 /**
5144  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5145  *      @x:     completion structure
5146  *
5147  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5148  *               1 if there are no waiters.
5149  *
5150  */
5151 bool completion_done(struct completion *x)
5152 {
5153         unsigned long flags;
5154         int ret = 1;
5155
5156         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5157         if (!x->done)
5158                 ret = 0;
5159         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5160         return ret;
5161 }
5162 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5163
5164 static long __sched
5165 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5166 {
5167         unsigned long flags;
5168         wait_queue_t wait;
5169
5170         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5171
5172         __set_current_state(state);
5173
5174         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5175         __add_wait_queue(q, &wait);
5176         spin_unlock(&q->lock);
5177         timeout = schedule_timeout(timeout);
5178         spin_lock_irq(&q->lock);
5179         __remove_wait_queue(q, &wait);
5180         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5181
5182         return timeout;
5183 }
5184
5185 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5186 {
5187         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5188 }
5189 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5190
5191 long __sched
5192 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5193 {
5194         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5195 }
5196 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5197
5198 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5199 {
5200         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5201 }
5202 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5203
5204 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5205 {
5206         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5207 }
5208 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5209
5210 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5211
5212 /*
5213  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5214  * @p: task
5215  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5216  *
5217  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5218  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5219  *
5220  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5221  */
5222 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5223 {
5224         int oldprio, on_rq, running;
5225         struct rq *rq;
5226         const struct sched_class *prev_class;
5227
5228         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5229
5230         rq = __task_rq_lock(p);
5231
5232         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
5233         oldprio = p->prio;
5234         prev_class = p->sched_class;
5235         on_rq = p->on_rq;
5236         running = task_current(rq, p);
5237         if (on_rq)
5238                 dequeue_task(rq, p, 0);
5239         if (running)
5240                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5241
5242         if (rt_prio(prio))
5243                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5244         else {
5245                 if (rt_prio(oldprio))
5246                         p->rt.timeout = 0;
5247                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5248         }
5249
5250         p->prio = prio;
5251
5252         if (running)
5253                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5254         if (on_rq)
5255                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
5256
5257         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5258         __task_rq_unlock(rq);
5259 }
5260
5261 #endif
5262
5263 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5264 {
5265         int old_prio, delta, on_rq;
5266         unsigned long flags;
5267         struct rq *rq;
5268
5269         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5270                 return;
5271         /*
5272          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5273          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5274          */
5275         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5276         /*
5277          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5278          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5279          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5280          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5281          */
5282         if (task_has_rt_policy(p)) {
5283                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5284                 goto out_unlock;
5285         }
5286         on_rq = p->on_rq;
5287         if (on_rq)
5288                 dequeue_task(rq, p, 0);
5289
5290         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5291         set_load_weight(p);
5292         old_prio = p->prio;
5293         p->prio = effective_prio(p);
5294         delta = p->prio - old_prio;
5295
5296         if (on_rq) {
5297                 enqueue_task(rq, p, 0);
5298                 /*
5299                  * If the task increased its priority or is running and
5300                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5301                  */
5302                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5303                         resched_task(rq->curr);
5304         }
5305 out_unlock:
5306         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5307 }
5308 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5309
5310 /*
5311  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5312  * @p: task
5313  * @nice: nice value
5314  */
5315 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5316 {
5317         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5318         int nice_rlim = 20 - nice;
5319
5320         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5321                 capable(CAP_SYS_NICE));
5322 }
5323
5324 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5325
5326 /*
5327  * sys_nice - change the priority of the current process.
5328  * @increment: priority increment
5329  *
5330  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5331  * does similar things.
5332  */
5333 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5334 {
5335         long nice, retval;
5336
5337         /*
5338          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5339          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5340          * and we have a single winner.
5341          */
5342         if (increment < -40)
5343                 increment = -40;
5344         if (increment > 40)
5345                 increment = 40;
5346
5347         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5348         if (nice < -20)
5349                 nice = -20;
5350         if (nice > 19)
5351                 nice = 19;
5352
5353         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5354                 return -EPERM;
5355
5356         retval = security_task_setnice(current, nice);
5357         if (retval)
5358                 return retval;
5359
5360         set_user_nice(current, nice);
5361         return 0;
5362 }
5363
5364 #endif
5365
5366 /**
5367  * task_prio - return the priority value of a given task.
5368  * @p: the task in question.
5369  *
5370  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5371  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5372  * around 0, value goes from -16 to +15.
5373  */
5374 int task_prio(const struct task_struct *p)
5375 {
5376         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5377 }
5378
5379 /**
5380  * task_nice - return the nice value of a given task.
5381  * @p: the task in question.
5382  */
5383 int task_nice(const struct task_struct *p)
5384 {
5385         return TASK_NICE(p);
5386 }
5387 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5388
5389 /**
5390  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5391  * @cpu: the processor in question.
5392  */
5393 int idle_cpu(int cpu)
5394 {
5395         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5396
5397         if (rq->curr != rq->idle)
5398                 return 0;
5399
5400         if (rq->nr_running)
5401                 return 0;
5402
5403 #ifdef CONFIG_SMP
5404         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
5405                 return 0;
5406 #endif
5407
5408         return 1;
5409 }
5410
5411 /**
5412  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5413  * @cpu: the processor in question.
5414  */
5415 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5416 {
5417         return cpu_rq(cpu)->idle;
5418 }
5419
5420 /**
5421  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5422  * @pid: the pid in question.
5423  */
5424 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5425 {
5426         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5427 }
5428
5429 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5430 static void
5431 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5432 {
5433         p->policy = policy;
5434         p->rt_priority = prio;
5435         p->normal_prio = normal_prio(p);
5436         /* we are holding p->pi_lock already */
5437         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5438         if (rt_prio(p->prio))
5439                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5440         else
5441                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5442         set_load_weight(p);
5443 }
5444
5445 /*
5446  * check the target process has a UID that matches the current process's
5447  */
5448 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5449 {
5450         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5451         bool match;
5452
5453         rcu_read_lock();
5454         pcred = __task_cred(p);
5455         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
5456                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
5457                          cred->euid == pcred->uid);
5458         else
5459                 match = false;
5460         rcu_read_unlock();
5461         return match;
5462 }
5463
5464 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5465                                 const struct sched_param *param, bool user)
5466 {
5467         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5468         unsigned long flags;
5469         const struct sched_class *prev_class;
5470         struct rq *rq;
5471         int reset_on_fork;
5472
5473         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5474         BUG_ON(in_interrupt());
5475 recheck:
5476         /* double check policy once rq lock held */
5477         if (policy < 0) {
5478                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5479                 policy = oldpolicy = p->policy;
5480         } else {
5481                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
5482                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5483
5484                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5485                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5486                                 policy != SCHED_IDLE)
5487                         return -EINVAL;
5488         }
5489
5490         /*
5491          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5492          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5493          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5494          */
5495         if (param->sched_priority < 0 ||
5496             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5497             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5498                 return -EINVAL;
5499         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5500                 return -EINVAL;
5501
5502         /*
5503          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5504          */
5505         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5506                 if (rt_policy(policy)) {
5507                         unsigned long rlim_rtprio =
5508                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5509
5510                         /* can't set/change the rt policy */
5511                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5512                                 return -EPERM;
5513
5514                         /* can't increase priority */
5515                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5516                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5517                                 return -EPERM;
5518                 }
5519
5520                 /*
5521                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5522                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5523                  */
5524                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
5525                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
5526                                 return -EPERM;
5527                 }
5528
5529                 /* can't change other user's priorities */
5530                 if (!check_same_owner(p))
5531                         return -EPERM;
5532
5533                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
5534                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5535                         return -EPERM;
5536         }
5537
5538         if (user) {
5539                 retval = security_task_setscheduler(p);
5540                 if (retval)
5541                         return retval;
5542         }
5543
5544         /*
5545          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5546          * changing the priority of the task:
5547          *
5548          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5549          * runqueue lock must be held.
5550          */
5551         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5552
5553         /*
5554          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
5555          */
5556         if (p == rq->stop) {
5557                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5558                 return -EINVAL;
5559         }
5560
5561         /*
5562          * If not changing anything there's no need to proceed further:
5563          */
5564         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
5565                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
5566
5567                 __task_rq_unlock(rq);
5568                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5569                 return 0;
5570         }
5571
5572 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5573         if (user) {
5574                 /*
5575                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5576                  * assigned.
5577                  */
5578                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5579                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5580                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5581                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5582                         return -EPERM;
5583                 }
5584         }
5585 #endif
5586
5587         /* recheck policy now with rq lock held */
5588         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5589                 policy = oldpolicy = -1;
5590                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5591                 goto recheck;
5592         }
5593         on_rq = p->on_rq;
5594         running = task_current(rq, p);
5595         if (on_rq)
5596                 deactivate_task(rq, p, 0);
5597         if (running)
5598                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5599
5600         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5601
5602         oldprio = p->prio;
5603         prev_class = p->sched_class;
5604         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5605
5606         if (running)
5607                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5608         if (on_rq)
5609                 activate_task(rq, p, 0);
5610
5611         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5612         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5613
5614         rt_mutex_adjust_pi(p);
5615
5616         return 0;
5617 }
5618
5619 /**
5620  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5621  * @p: the task in question.
5622  * @policy: new policy.
5623  * @param: structure containing the new RT priority.
5624  *
5625  * NOTE that the task may be already dead.
5626  */
5627 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5628                        const struct sched_param *param)
5629 {
5630         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5631 }
5632 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5633
5634 /**
5635  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5636  * @p: the task in question.
5637  * @policy: new policy.
5638  * @param: structure containing the new RT priority.
5639  *
5640  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5641  * current context has permission.  For example, this is needed in
5642  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5643  * but our caller might not have that capability.
5644  */
5645 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5646                                const struct sched_param *param)
5647 {
5648         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5649 }
5650
5651 static int
5652 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5653 {
5654         struct sched_param lparam;
5655         struct task_struct *p;
5656         int retval;
5657
5658         if (!param || pid < 0)
5659                 return -EINVAL;
5660         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5661                 return -EFAULT;
5662
5663         rcu_read_lock();
5664         retval = -ESRCH;
5665         p = find_process_by_pid(pid);
5666         if (p != NULL)
5667                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5668         rcu_read_unlock();
5669
5670         return retval;
5671 }
5672
5673 /**
5674  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5675  * @pid: the pid in question.
5676  * @policy: new policy.
5677  * @param: structure containing the new RT priority.
5678  */
5679 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5680                 struct sched_param __user *, param)
5681 {
5682         /* negative values for policy are not valid */
5683         if (policy < 0)
5684                 return -EINVAL;
5685
5686         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5687 }
5688
5689 /**
5690  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5691  * @pid: the pid in question.
5692  * @param: structure containing the new RT priority.
5693  */
5694 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5695 {
5696         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5697 }
5698
5699 /**
5700  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5701  * @pid: the pid in question.
5702  */
5703 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5704 {
5705         struct task_struct *p;
5706         int retval;
5707
5708         if (pid < 0)
5709                 return -EINVAL;
5710
5711         retval = -ESRCH;
5712         rcu_read_lock();
5713         p = find_process_by_pid(pid);
5714         if (p) {
5715                 retval = security_task_getscheduler(p);
5716                 if (!retval)
5717                         retval = p->policy
5718                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5719         }
5720         rcu_read_unlock();
5721         return retval;
5722 }
5723
5724 /**
5725  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5726  * @pid: the pid in question.
5727  * @param: structure containing the RT priority.
5728  */
5729 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5730 {
5731         struct sched_param lp;
5732         struct task_struct *p;
5733         int retval;
5734
5735         if (!param || pid < 0)
5736                 return -EINVAL;
5737
5738         rcu_read_lock();
5739         p = find_process_by_pid(pid);
5740         retval = -ESRCH;
5741         if (!p)
5742                 goto out_unlock;
5743
5744         retval = security_task_getscheduler(p);
5745         if (retval)
5746                 goto out_unlock;
5747
5748         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5749         rcu_read_unlock();
5750
5751         /*
5752          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5753          */
5754         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5755
5756         return retval;
5757
5758 out_unlock:
5759         rcu_read_unlock();
5760         return retval;
5761 }
5762
5763 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5764 {
5765         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5766         struct task_struct *p;
5767         int retval;
5768
5769         get_online_cpus();
5770         rcu_read_lock();
5771
5772         p = find_process_by_pid(pid);
5773         if (!p) {
5774                 rcu_read_unlock();
5775                 put_online_cpus();
5776                 return -ESRCH;
5777         }
5778
5779         /* Prevent p going away */
5780         get_task_struct(p);
5781         rcu_read_unlock();
5782
5783         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5784                 retval = -ENOMEM;
5785                 goto out_put_task;
5786         }
5787         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5788                 retval = -ENOMEM;
5789                 goto out_free_cpus_allowed;
5790         }
5791         retval = -EPERM;
5792         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
5793                 goto out_unlock;
5794
5795         retval = security_task_setscheduler(p);
5796         if (retval)
5797                 goto out_unlock;
5798
5799         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5800         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5801 again:
5802         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
5803
5804         if (!retval) {
5805                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5806                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5807                         /*
5808                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5809                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5810                          * cpuset's cpus_allowed
5811                          */
5812                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5813                         goto again;
5814                 }
5815         }
5816 out_unlock:
5817         free_cpumask_var(new_mask);
5818 out_free_cpus_allowed:
5819         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5820 out_put_task:
5821         put_task_struct(p);
5822         put_online_cpus();
5823         return retval;
5824 }
5825
5826 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5827                              struct cpumask *new_mask)
5828 {
5829         if (len < cpumask_size())
5830                 cpumask_clear(new_mask);
5831         else if (len > cpumask_size())
5832                 len = cpumask_size();
5833
5834         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5835 }
5836
5837 /**
5838  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5839  * @pid: pid of the process
5840  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5841  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5842  */
5843 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5844                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5845 {
5846         cpumask_var_t new_mask;
5847         int retval;
5848
5849         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5850                 return -ENOMEM;
5851
5852         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5853         if (retval == 0)
5854                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5855         free_cpumask_var(new_mask);
5856         return retval;
5857 }
5858
5859 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5860 {
5861         struct task_struct *p;
5862         unsigned long flags;
5863         int retval;
5864
5865         get_online_cpus();
5866         rcu_read_lock();
5867
5868         retval = -ESRCH;
5869         p = find_process_by_pid(pid);
5870         if (!p)
5871                 goto out_unlock;
5872
5873         retval = security_task_getscheduler(p);
5874         if (retval)
5875                 goto out_unlock;
5876
5877         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5878         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
5879         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5880
5881 out_unlock:
5882         rcu_read_unlock();
5883         put_online_cpus();
5884
5885         return retval;
5886 }
5887
5888 /**
5889  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5890  * @pid: pid of the process
5891  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5892  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5893  */
5894 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5895                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5896 {
5897         int ret;
5898         cpumask_var_t mask;
5899
5900         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5901                 return -EINVAL;
5902         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5903                 return -EINVAL;
5904
5905         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5906                 return -ENOMEM;
5907
5908         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5909         if (ret == 0) {
5910                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
5911
5912                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5913                         ret = -EFAULT;
5914                 else
5915                         ret = retlen;
5916         }
5917         free_cpumask_var(mask);
5918
5919         return ret;
5920 }
5921
5922 /**
5923  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5924  *
5925  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5926  * other threads running on this CPU then this function will return.
5927  */
5928 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5929 {
5930         struct rq *rq = this_rq_lock();
5931
5932         schedstat_inc(rq, yld_count);
5933         current->sched_class->yield_task(rq);
5934
5935         /*
5936          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5937          * no need to preempt or enable interrupts:
5938          */
5939         __release(rq->lock);
5940         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5941         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
5942         preempt_enable_no_resched();
5943
5944         schedule();
5945
5946         return 0;
5947 }
5948
5949 static inline int should_resched(void)
5950 {
5951         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
5952 }
5953
5954 static void __cond_resched(void)
5955 {
5956         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5957         __schedule();
5958         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5959 }
5960
5961 int __sched _cond_resched(void)
5962 {
5963         if (should_resched()) {
5964                 __cond_resched();
5965                 return 1;
5966         }
5967         return 0;
5968 }
5969 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5970
5971 /*
5972  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5973  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5974  *
5975  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5976  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5977  * spin_unlock(), once by hand).
5978  */
5979 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5980 {
5981         int resched = should_resched();
5982         int ret = 0;
5983
5984         lockdep_assert_held(lock);
5985
5986         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5987                 spin_unlock(lock);
5988                 if (resched)
5989                         __cond_resched();
5990                 else
5991                         cpu_relax();
5992                 ret = 1;
5993                 spin_lock(lock);
5994         }
5995         return ret;
5996 }
5997 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5998
5999 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6000 {
6001         BUG_ON(!in_softirq());
6002
6003         if (should_resched()) {
6004                 local_bh_enable();
6005                 __cond_resched();
6006                 local_bh_disable();
6007                 return 1;
6008         }
6009         return 0;
6010 }
6011 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6012
6013 /**
6014  * yield - yield the current processor to other threads.
6015  *
6016  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6017  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6018  */
6019 void __sched yield(void)
6020 {
6021         set_current_state(TASK_RUNNING);
6022         sys_sched_yield();
6023 }
6024 EXPORT_SYMBOL(yield);
6025
6026 /**
6027  * yield_to - yield the current processor to another thread in
6028  * your thread group, or accelerate that thread toward the
6029  * processor it's on.
6030  * @p: target task
6031  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
6032  *
6033  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
6034  * can't go away on us before we can do any checks.
6035  *
6036  * Returns true if we indeed boosted the target task.
6037  */
6038 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
6039 {
6040         struct task_struct *curr = current;
6041         struct rq *rq, *p_rq;
6042         unsigned long flags;
6043         bool yielded = 0;
6044
6045         local_irq_save(flags);
6046         rq = this_rq();
6047
6048 again:
6049         p_rq = task_rq(p);
6050         double_rq_lock(rq, p_rq);
6051         while (task_rq(p) != p_rq) {
6052                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
6053                 goto again;
6054         }
6055
6056         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
6057                 goto out;
6058
6059         if (curr->sched_class != p->sched_class)
6060                 goto out;
6061
6062         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
6063                 goto out;
6064
6065         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
6066         if (yielded) {
6067                 schedstat_inc(rq, yld_count);
6068                 /*
6069                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
6070                  * fairness.
6071                  */
6072                 if (preempt && rq != p_rq)
6073                         resched_task(p_rq->curr);
6074         }
6075
6076 out:
6077         double_rq_unlock(rq, p_rq);
6078         local_irq_restore(flags);
6079
6080         if (yielded)
6081                 schedule();
6082
6083         return yielded;
6084 }
6085 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
6086
6087 /*
6088  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6089  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6090  */
6091 void __sched io_schedule(void)
6092 {
6093         struct rq *rq = raw_rq();
6094
6095         delayacct_blkio_start();
6096         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6097         blk_flush_plug(current);
6098         current->in_iowait = 1;
6099         schedule();
6100         current->in_iowait = 0;
6101         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6102         delayacct_blkio_end();
6103 }
6104 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6105
6106 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6107 {
6108         struct rq *rq = raw_rq();
6109         long ret;
6110
6111         delayacct_blkio_start();
6112         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6113         blk_flush_plug(current);
6114         current->in_iowait = 1;
6115         ret = schedule_timeout(timeout);
6116         current->in_iowait = 0;
6117         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6118         delayacct_blkio_end();
6119         return ret;
6120 }
6121
6122 /**
6123  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6124  * @policy: scheduling class.
6125  *
6126  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6127  * by a given scheduling class.
6128  */
6129 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6130 {
6131         int ret = -EINVAL;
6132
6133         switch (policy) {
6134         case SCHED_FIFO:
6135         case SCHED_RR:
6136                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6137                 break;
6138         case SCHED_NORMAL:
6139         case SCHED_BATCH:
6140         case SCHED_IDLE:
6141                 ret = 0;
6142                 break;
6143         }
6144         return ret;
6145 }
6146
6147 /**
6148  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6149  * @policy: scheduling class.
6150  *
6151  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6152  * by a given scheduling class.
6153  */
6154 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6155 {
6156         int ret = -EINVAL;
6157
6158         switch (policy) {
6159         case SCHED_FIFO:
6160         case SCHED_RR:
6161                 ret = 1;
6162                 break;
6163         case SCHED_NORMAL:
6164         case SCHED_BATCH:
6165         case SCHED_IDLE:
6166                 ret = 0;
6167         }
6168         return ret;
6169 }
6170
6171 /**
6172  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6173  * @pid: pid of the process.
6174  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6175  *
6176  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6177  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6178  */
6179 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6180                 struct timespec __user *, interval)
6181 {
6182         struct task_struct *p;
6183         unsigned int time_slice;
6184         unsigned long flags;
6185         struct rq *rq;
6186         int retval;
6187         struct timespec t;
6188
6189         if (pid < 0)
6190                 return -EINVAL;
6191
6192         retval = -ESRCH;
6193         rcu_read_lock();
6194         p = find_process_by_pid(pid);
6195         if (!p)
6196                 goto out_unlock;
6197
6198         retval = security_task_getscheduler(p);
6199         if (retval)
6200                 goto out_unlock;
6201
6202         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6203         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6204         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6205
6206         rcu_read_unlock();
6207         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6208         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6209         return retval;
6210
6211 out_unlock:
6212         rcu_read_unlock();
6213         return retval;
6214 }
6215
6216 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6217
6218 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6219 {
6220         unsigned long free = 0;
6221         unsigned state;
6222
6223         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6224         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
6225                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6226 #if BITS_PER_LONG == 32
6227         if (state == TASK_RUNNING)
6228                 printk(KERN_CONT " running  ");
6229         else
6230                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6231 #else
6232         if (state == TASK_RUNNING)
6233                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6234         else
6235                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6236 #endif
6237 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6238         free = stack_not_used(p);
6239 #endif
6240         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6241                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6242                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6243
6244         show_stack(p, NULL);
6245 }
6246
6247 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6248 {
6249         struct task_struct *g, *p;
6250
6251 #if BITS_PER_LONG == 32
6252         printk(KERN_INFO
6253                 "  task                PC stack   pid father\n");
6254 #else
6255         printk(KERN_INFO
6256                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6257 #endif
6258         rcu_read_lock();
6259         do_each_thread(g, p) {
6260                 /*
6261                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6262                  * console might take a lot of time:
6263                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6264                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6265                  * an IPI.
6266                  */
6267                 touch_nmi_watchdog();
6268                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6269                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6270                         sched_show_task(p);
6271         } while_each_thread(g, p);
6272
6273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6274         sysrq_sched_debug_show();
6275 #endif
6276         rcu_read_unlock();
6277         /*
6278          * Only show locks if all tasks are dumped:
6279          */
6280         if (!state_filter)
6281                 debug_show_all_locks();
6282 }
6283
6284 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6285 {
6286         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6287 }
6288
6289 /**
6290  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6291  * @idle: task in question
6292  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6293  *
6294  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6295  * flag, to make booting more robust.
6296  */
6297 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6298 {
6299         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6300         unsigned long flags;
6301
6302         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6303
6304         __sched_fork(idle);
6305         idle->state = TASK_RUNNING;
6306         idle->se.exec_start = sched_clock();
6307
6308         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
6309         /*
6310          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6311          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
6312          * lockdep check in task_group() will fail.
6313          *
6314          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6315          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6316          *
6317          * Silence PROVE_RCU
6318          */
6319         rcu_read_lock();
6320         __set_task_cpu(idle, cpu);
6321         rcu_read_unlock();
6322
6323         rq->curr = rq->idle = idle;
6324 #if defined(CONFIG_SMP)
6325         idle->on_cpu = 1;
6326 #endif
6327         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6328
6329         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6330         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6331
6332         /*
6333          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6334          */
6335         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6336         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6337 #if defined(CONFIG_SMP)
6338         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6339 #endif
6340 }
6341
6342 /*
6343  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6344  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6345  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6346  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6347  * number of CPUs.
6348  *
6349  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6350  */
6351 static int get_update_sysctl_factor(void)
6352 {
6353         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
6354         unsigned int factor;
6355
6356         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
6357         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
6358                 factor = 1;
6359                 break;
6360         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
6361                 factor = cpus;
6362                 break;
6363         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
6364         default:
6365                 factor = 1 + ilog2(cpus);
6366                 break;
6367         }
6368
6369         return factor;
6370 }
6371
6372 static void update_sysctl(void)
6373 {
6374         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
6375
6376 #define SET_SYSCTL(name) \
6377         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
6378         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
6379         SET_SYSCTL(sched_latency);
6380         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
6381 #undef SET_SYSCTL
6382 }
6383
6384 static inline void sched_init_granularity(void)
6385 {
6386         update_sysctl();
6387 }
6388
6389 #ifdef CONFIG_SMP
6390 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6391 {
6392         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
6393                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6394
6395         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6396         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6397 }
6398
6399 /*
6400  * This is how migration works:
6401  *
6402  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
6403  *    stop_one_cpu().
6404  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
6405  *    off the CPU)
6406  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
6407  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6408  *    it and puts it into the right queue.
6409  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
6410  *    is done.
6411  */
6412
6413 /*
6414  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6415  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6416  * is removed from the allowed bitmask.
6417  *
6418  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6419  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6420  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6421  */
6422 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6423 {
6424         unsigned long flags;
6425         struct rq *rq;
6426         unsigned int dest_cpu;
6427         int ret = 0;
6428
6429         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6430
6431         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
6432                 goto out;
6433
6434         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
6435                 ret = -EINVAL;
6436                 goto out;
6437         }
6438
6439         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
6440                 ret = -EINVAL;
6441                 goto out;
6442         }
6443
6444         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
6445
6446         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6447         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6448                 goto out;
6449
6450         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
6451         if (p->on_rq) {
6452                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
6453                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6454                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6455                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
6456                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6457                 return 0;
6458         }
6459 out:
6460         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6461
6462         return ret;
6463 }
6464 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6465
6466 /*
6467  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6468  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6469  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6470  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6471  *
6472  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6473  * as the task is no longer on this CPU.
6474  *
6475  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6476  */
6477 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6478 {
6479         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6480         int ret = 0;
6481
6482         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6483                 return ret;
6484
6485         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6486         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6487
6488         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6489         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6490         /* Already moved. */
6491         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6492                 goto done;
6493         /* Affinity changed (again). */
6494         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
6495                 goto fail;
6496
6497         /*
6498          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
6499          * placed properly.
6500          */
6501         if (p->on_rq) {
6502                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6503                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
6504                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6505                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6506         }
6507 done:
6508         ret = 1;
6509 fail:
6510         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6511         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6512         return ret;
6513 }
6514
6515 /*
6516  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
6517  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
6518  * 'pushing' onto another runqueue.
6519  */
6520 static int migration_cpu_stop(void *data)
6521 {
6522         struct migration_arg *arg = data;
6523
6524         /*
6525          * The original target cpu might have gone down and we might
6526          * be on another cpu but it doesn't matter.
6527          */
6528         local_irq_disable();
6529         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
6530         local_irq_enable();
6531         return 0;
6532 }
6533
6534 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6535
6536 /*
6537  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6538  * offline.
6539  */
6540 void idle_task_exit(void)
6541 {
6542         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6543
6544         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6545
6546         if (mm != &init_mm)
6547                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6548         mmdrop(mm);
6549 }
6550
6551 /*
6552  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6553  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6554  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6555  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6556  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6557  */
6558 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6559 {
6560         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
6561
6562         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6563         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6564 }
6565
6566 /*
6567  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
6568  */
6569 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
6570 {
6571         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
6572         rq->calc_load_active = 0;
6573 }
6574
6575 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6576 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6577 {
6578         struct cfs_rq *cfs_rq;
6579
6580         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6581                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6582
6583                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6584                         continue;
6585
6586                 /*
6587                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6588                  * there's some valid quota amount
6589                  */
6590                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
6591                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6592                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6593         }
6594 }
6595 #endif
6596
6597 /*
6598  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6599  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6600  *
6601  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6602  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6603  * because of lock validation efforts.
6604  */
6605 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
6606 {
6607         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6608         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6609         int dest_cpu;
6610
6611         /*
6612          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6613          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6614          *
6615          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6616          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6617          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6618          * done here.
6619          */
6620         rq->stop = NULL;
6621
6622         for ( ; ; ) {
6623                 /*
6624                  * There's this thread running, bail when that's the only
6625                  * remaining thread.
6626                  */
6627                 if (rq->nr_running == 1)
6628                         break;
6629
6630                 next = pick_next_task(rq);
6631                 BUG_ON(!next);
6632                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6633
6634                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6635                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
6636                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
6637
6638                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
6639
6640                 raw_spin_lock(&rq->lock);
6641         }
6642
6643         rq->stop = stop;
6644 }
6645
6646 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6647
6648 #if !defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || !defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
6649 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6650 #endif
6651
6652 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6653
6654 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6655         {
6656                 .procname       = "sched_domain",
6657                 .mode           = 0555,
6658         },
6659         {}
6660 };
6661
6662 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6663         {
6664                 .procname       = "kernel",
6665                 .mode           = 0555,
6666                 .child          = sd_ctl_dir,
6667         },
6668         {}
6669 };
6670
6671 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6672 {
6673         struct ctl_table *entry =
6674                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6675
6676         return entry;
6677 }
6678
6679 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6680 {
6681         struct ctl_table *entry;
6682
6683         /*
6684          * In the intermediate directories, both the child directory and
6685          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6686          * will always be set. In the lowest directory the names are
6687          * static strings and all have proc handlers.
6688          */
6689         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6690                 if (entry->child)
6691                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6692                 if (entry->proc_handler == NULL)
6693                         kfree(entry->procname);
6694         }
6695
6696         kfree(*tablep);
6697         *tablep = NULL;
6698 }
6699
6700 static int min_load_idx = 0;
6701 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
6702
6703 static void
6704 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6705                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6706                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler,
6707                 bool load_idx)
6708 {
6709         entry->procname = procname;
6710         entry->data = data;
6711         entry->maxlen = maxlen;
6712         entry->mode = mode;
6713         entry->proc_handler = proc_handler;
6714
6715         if (load_idx) {
6716                 entry->extra1 = &min_load_idx;
6717                 entry->extra2 = &max_load_idx;
6718         }
6719 }
6720
6721 static struct ctl_table *
6722 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6723 {
6724         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6725
6726         if (table == NULL)
6727                 return NULL;
6728
6729         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6730                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6731         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6732                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
6733         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6734                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6735         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6736                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6737         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6738                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6739         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6740                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6741         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6742                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
6743         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6744                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6745         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6746                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6747         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6748                 &sd->cache_nice_tries,
6749                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6750         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6751                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
6752         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6753                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
6754         /* &table[12] is terminator */
6755
6756         return table;
6757 }
6758
6759 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6760 {
6761         struct ctl_table *entry, *table;
6762         struct sched_domain *sd;
6763         int domain_num = 0, i;
6764         char buf[32];
6765
6766         for_each_domain(cpu, sd)
6767                 domain_num++;
6768         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6769         if (table == NULL)
6770                 return NULL;
6771
6772         i = 0;
6773         for_each_domain(cpu, sd) {
6774                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6775                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6776                 entry->mode = 0555;
6777                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6778                 entry++;
6779                 i++;
6780         }
6781         return table;
6782 }
6783
6784 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6785 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6786 {
6787         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
6788         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6789         char buf[32];
6790
6791         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6792         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6793
6794         if (entry == NULL)
6795                 return;
6796
6797         for_each_possible_cpu(i) {
6798                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6799                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6800                 entry->mode = 0555;
6801                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6802                 entry++;
6803         }
6804
6805         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6806         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6807 }
6808
6809 /* may be called multiple times per register */
6810 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6811 {
6812         if (sd_sysctl_header)
6813                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6814         sd_sysctl_header = NULL;
6815         if (sd_ctl_dir[0].child)
6816                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6817 }
6818 #else
6819 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6820 {
6821 }
6822 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6823 {
6824 }
6825 #endif
6826
6827 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6828 {
6829         if (!rq->online) {
6830                 const struct sched_class *class;
6831
6832                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6833                 rq->online = 1;
6834
6835                 for_each_class(class) {
6836                         if (class->rq_online)
6837                                 class->rq_online(rq);
6838                 }
6839         }
6840 }
6841
6842 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6843 {
6844         if (rq->online) {
6845                 const struct sched_class *class;
6846
6847                 for_each_class(class) {
6848                         if (class->rq_offline)
6849                                 class->rq_offline(rq);
6850                 }
6851
6852                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6853                 rq->online = 0;
6854         }
6855 }
6856
6857 /*
6858  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6859  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6860  */
6861 static int __cpuinit
6862 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6863 {
6864         int cpu = (long)hcpu;
6865         unsigned long flags;
6866         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6867
6868         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6869
6870         case CPU_UP_PREPARE:
6871                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
6872                 account_reset_rq(rq);
6873                 break;
6874
6875         case CPU_ONLINE:
6876                 /* Update our root-domain */
6877                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6878                 if (rq->rd) {
6879                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6880
6881                         set_rq_online(rq);
6882                 }
6883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6884                 break;
6885
6886 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6887         case CPU_DYING:
6888                 sched_ttwu_pending();
6889                 /* Update our root-domain */
6890                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6891                 if (rq->rd) {
6892                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6893                         set_rq_offline(rq);
6894                 }
6895                 migrate_tasks(cpu);
6896                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
6897                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6898
6899                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6900                 calc_global_load_remove(rq);
6901                 break;
6902 #endif
6903         }
6904
6905         update_max_interval();
6906
6907         return NOTIFY_OK;
6908 }
6909
6910 /*
6911  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6912  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
6913  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
6914  */
6915 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6916         .notifier_call = migration_call,
6917         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
6918 };
6919
6920 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
6921                                       unsigned long action, void *hcpu)
6922 {
6923         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6924         case CPU_ONLINE:
6925         case CPU_DOWN_FAILED:
6926                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
6927                 return NOTIFY_OK;
6928         default:
6929                 return NOTIFY_DONE;
6930         }
6931 }
6932
6933 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
6934                                         unsigned long action, void *hcpu)
6935 {
6936         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6937         case CPU_DOWN_PREPARE:
6938                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
6939                 return NOTIFY_OK;
6940         default:
6941                 return NOTIFY_DONE;
6942         }
6943 }
6944
6945 static int __init migration_init(void)
6946 {
6947         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6948         int err;
6949
6950         /* Initialize migration for the boot CPU */
6951         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6952         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6953         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6954         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6955
6956         /* Register cpu active notifiers */
6957         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6958         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
6959
6960         return 0;
6961 }
6962 early_initcall(migration_init);
6963 #endif
6964
6965 #ifdef CONFIG_SMP
6966
6967 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
6968
6969 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6970
6971 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
6972
6973 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
6974 {
6975         sched_domain_debug_enabled = 1;
6976
6977         return 0;
6978 }
6979 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
6980
6981 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6982                                   struct cpumask *groupmask)
6983 {
6984         struct sched_group *group = sd->groups;
6985         char str[256];
6986
6987         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
6988         cpumask_clear(groupmask);
6989
6990         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6991
6992         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6993                 printk("does not load-balance\n");
6994                 if (sd->parent)
6995                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6996                                         " has parent");
6997                 return -1;
6998         }
6999
7000         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
7001
7002         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
7003                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
7004                                 "CPU%d\n", cpu);
7005         }
7006         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
7007                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
7008                                 " CPU%d\n", cpu);
7009         }
7010
7011         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
7012         do {
7013                 if (!group) {
7014                         printk("\n");
7015                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
7016                         break;
7017                 }
7018
7019                 if (!group->sgp->power) {
7020                         printk(KERN_CONT "\n");
7021                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
7022                                         "set\n");
7023                         break;
7024                 }
7025
7026                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
7027                         printk(KERN_CONT "\n");
7028                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
7029                         break;
7030                 }
7031
7032                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
7033                         printk(KERN_CONT "\n");
7034                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
7035                         break;
7036                 }
7037
7038                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
7039
7040                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
7041
7042                 printk(KERN_CONT " %s", str);
7043                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
7044                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
7045                                 group->sgp->power);
7046                 }
7047
7048                 group = group->next;
7049         } while (group != sd->groups);
7050         printk(KERN_CONT "\n");
7051
7052         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
7053                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
7054
7055         if (sd->parent &&
7056             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
7057                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
7058                         "of domain->span\n");
7059         return 0;
7060 }
7061
7062 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
7063 {
7064         int level = 0;
7065
7066         if (!sched_domain_debug_enabled)
7067                 return;
7068
7069         if (!sd) {
7070                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
7071                 return;
7072         }
7073
7074         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
7075
7076         for (;;) {
7077                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
7078                         break;
7079                 level++;
7080                 sd = sd->parent;
7081                 if (!sd)
7082                         break;
7083         }
7084 }
7085 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
7086 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
7087 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
7088
7089 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
7090 {
7091         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
7092                 return 1;
7093
7094         /* Following flags need at least 2 groups */
7095         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
7096                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
7097                          SD_BALANCE_FORK |
7098                          SD_BALANCE_EXEC |
7099                          SD_SHARE_CPUPOWER |
7100                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
7101                 if (sd->groups != sd->groups->next)
7102                         return 0;
7103         }
7104
7105         /* Following flags don't use groups */
7106         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
7107                 return 0;
7108
7109         return 1;
7110 }
7111
7112 static int
7113 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
7114 {
7115         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
7116
7117         if (sd_degenerate(parent))
7118                 return 1;
7119
7120         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
7121                 return 0;
7122
7123         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
7124         if (parent->groups == parent->groups->next) {
7125                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
7126                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
7127                                 SD_BALANCE_FORK |
7128                                 SD_BALANCE_EXEC |
7129                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
7130                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
7131                 if (nr_node_ids == 1)
7132                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
7133         }
7134         if (~cflags & pflags)
7135                 return 0;
7136
7137         return 1;
7138 }
7139
7140 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
7141 {
7142         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
7143
7144         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
7145         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7146         free_cpumask_var(rd->online);
7147         free_cpumask_var(rd->span);
7148         kfree(rd);
7149 }
7150
7151 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
7152 {
7153         struct root_domain *old_rd = NULL;
7154         unsigned long flags;
7155
7156         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7157
7158         if (rq->rd) {
7159                 old_rd = rq->rd;
7160
7161                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
7162                         set_rq_offline(rq);
7163
7164                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
7165
7166                 /*
7167                  * If we dont want to free the old_rt yet then
7168                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
7169                  * in this function:
7170                  */
7171                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
7172                         old_rd = NULL;
7173         }
7174
7175         atomic_inc(&rd->refcount);
7176         rq->rd = rd;
7177
7178         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
7179         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
7180                 set_rq_online(rq);
7181
7182         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7183
7184         if (old_rd)
7185                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
7186 }
7187
7188 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
7189 {
7190         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
7191
7192         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
7193                 goto out;
7194         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
7195                 goto free_span;
7196         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
7197                 goto free_online;
7198
7199         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
7200                 goto free_rto_mask;
7201         return 0;
7202
7203 free_rto_mask:
7204         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7205 free_online:
7206         free_cpumask_var(rd->online);
7207 free_span:
7208         free_cpumask_var(rd->span);
7209 out:
7210         return -ENOMEM;
7211 }
7212
7213 static void init_defrootdomain(void)
7214 {
7215         init_rootdomain(&def_root_domain);
7216
7217         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
7218 }
7219
7220 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
7221 {
7222         struct root_domain *rd;
7223
7224         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
7225         if (!rd)
7226                 return NULL;
7227
7228         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
7229                 kfree(rd);
7230                 return NULL;
7231         }
7232
7233         return rd;
7234 }
7235
7236 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
7237 {
7238         struct sched_group *tmp, *first;
7239
7240         if (!sg)
7241                 return;
7242
7243         first = sg;
7244         do {
7245                 tmp = sg->next;
7246
7247                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
7248                         kfree(sg->sgp);
7249
7250                 kfree(sg);
7251                 sg = tmp;
7252         } while (sg != first);
7253 }
7254
7255 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
7256 {
7257         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
7258
7259         /*
7260          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
7261          * nuke them all.
7262          */
7263         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7264                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
7265         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
7266                 kfree(sd->groups->sgp);
7267                 kfree(sd->groups);
7268         }
7269         kfree(sd);
7270 }
7271
7272 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
7273 {
7274         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
7275 }
7276
7277 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
7278 {
7279         for (; sd; sd = sd->parent)
7280                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
7281 }
7282
7283 /*
7284  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
7285  * hold the hotplug lock.
7286  */
7287 static void
7288 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
7289 {
7290         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7291         struct sched_domain *tmp;
7292
7293         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
7294         for (tmp = sd; tmp; ) {
7295                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
7296                 if (!parent)
7297                         break;
7298
7299                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
7300                         tmp->parent = parent->parent;
7301                         if (parent->parent)
7302                                 parent->parent->child = tmp;
7303                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
7304                 } else
7305                         tmp = tmp->parent;
7306         }
7307
7308         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
7309                 tmp = sd;
7310                 sd = sd->parent;
7311                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
7312                 if (sd)
7313                         sd->child = NULL;
7314         }
7315
7316         sched_domain_debug(sd, cpu);
7317
7318         rq_attach_root(rq, rd);
7319         tmp = rq->sd;
7320         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
7321         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
7322 }
7323
7324 /* cpus with isolated domains */
7325 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
7326
7327 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
7328 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
7329 {
7330         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
7331         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
7332         return 1;
7333 }
7334
7335 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
7336
7337 #ifdef CONFIG_NUMA
7338
7339 /**
7340  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
7341  * @node: node whose sched_domain we're building
7342  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
7343  *
7344  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
7345  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
7346  *
7347  * Should use nodemask_t.
7348  */
7349 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
7350 {
7351         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
7352
7353         min_val = INT_MAX;
7354
7355         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7356                 /* Start at @node */
7357                 n = (node + i) % nr_node_ids;
7358
7359                 if (!nr_cpus_node(n))
7360                         continue;
7361
7362                 /* Skip already used nodes */
7363                 if (node_isset(n, *used_nodes))
7364                         continue;
7365
7366                 /* Simple min distance search */
7367                 val = node_distance(node, n);
7368
7369                 if (val < min_val) {
7370                         min_val = val;
7371                         best_node = n;
7372                 }
7373         }
7374
7375         if (best_node != -1)
7376                 node_set(best_node, *used_nodes);
7377         return best_node;
7378 }
7379
7380 /**
7381  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7382  * @node: node whose cpumask we're constructing
7383  * @span: resulting cpumask
7384  *
7385  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7386  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7387  * out optimally.
7388  */
7389 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7390 {
7391         nodemask_t used_nodes;
7392         int i;
7393
7394         cpumask_clear(span);
7395         nodes_clear(used_nodes);
7396
7397         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7398         node_set(node, used_nodes);
7399
7400         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7401                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7402                 if (next_node < 0)
7403                         break;
7404                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7405         }
7406 }
7407
7408 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
7409 {
7410         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7411
7412         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
7413
7414         return sched_domains_tmpmask;
7415 }
7416
7417 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
7418 {
7419         return cpu_possible_mask;
7420 }
7421 #endif /* CONFIG_NUMA */
7422
7423 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
7424 {
7425         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
7426 }
7427
7428 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7429
7430 struct sd_data {
7431         struct sched_domain **__percpu sd;
7432         struct sched_group **__percpu sg;
7433         struct sched_group_power **__percpu sgp;
7434 };
7435
7436 struct s_data {
7437         struct sched_domain ** __percpu sd;
7438         struct root_domain      *rd;
7439 };
7440
7441 enum s_alloc {
7442         sa_rootdomain,
7443         sa_sd,
7444         sa_sd_storage,
7445         sa_none,
7446 };
7447
7448 struct sched_domain_topology_level;
7449
7450 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
7451 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
7452
7453 #define SDTL_OVERLAP    0x01
7454
7455 struct sched_domain_topology_level {
7456         sched_domain_init_f init;
7457         sched_domain_mask_f mask;
7458         int                 flags;
7459         struct sd_data      data;
7460 };
7461
7462 static int
7463 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7464 {
7465         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
7466         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7467         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
7468         struct sd_data *sdd = sd->private;
7469         struct sched_domain *child;
7470         int i;
7471
7472         cpumask_clear(covered);
7473
7474         for_each_cpu(i, span) {
7475                 struct cpumask *sg_span;
7476
7477                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7478                         continue;
7479
7480                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7481                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7482
7483                 if (!sg)
7484                         goto fail;
7485
7486                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
7487
7488                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
7489                 if (child->child) {
7490                         child = child->child;
7491                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
7492                 } else
7493                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
7494
7495                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
7496
7497                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
7498                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
7499
7500                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
7501                         groups = sg;
7502
7503                 if (!first)
7504                         first = sg;
7505                 if (last)
7506                         last->next = sg;
7507                 last = sg;
7508                 last->next = first;
7509         }
7510         sd->groups = groups;
7511
7512         return 0;
7513
7514 fail:
7515         free_sched_groups(first, 0);
7516
7517         return -ENOMEM;
7518 }
7519
7520 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
7521 {
7522         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
7523         struct sched_domain *child = sd->child;
7524
7525         if (child)
7526                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
7527
7528         if (sg) {
7529                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
7530                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
7531                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
7532         }
7533
7534         return cpu;
7535 }
7536
7537 /*
7538  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
7539  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7540  * and ->cpu_power to 0.
7541  *
7542  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
7543  */
7544 static int
7545 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7546 {
7547         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7548         struct sd_data *sdd = sd->private;
7549         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7550         struct cpumask *covered;
7551         int i;
7552
7553         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
7554         atomic_inc(&sd->groups->ref);
7555
7556         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
7557                 return 0;
7558
7559         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7560         covered = sched_domains_tmpmask;
7561
7562         cpumask_clear(covered);
7563
7564         for_each_cpu(i, span) {
7565                 struct sched_group *sg;
7566                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
7567                 int j;
7568
7569                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7570                         continue;
7571
7572                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
7573                 sg->sgp->power = 0;
7574
7575                 for_each_cpu(j, span) {
7576                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
7577                                 continue;
7578
7579                         cpumask_set_cpu(j, covered);
7580                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
7581                 }
7582
7583                 if (!first)
7584                         first = sg;
7585                 if (last)
7586                         last->next = sg;
7587                 last = sg;
7588         }
7589         last->next = first;
7590
7591         return 0;
7592 }
7593
7594 /*
7595  * Initialize sched groups cpu_power.
7596  *
7597  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
7598  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
7599  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
7600  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
7601  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
7602  * less cpu_power.
7603  */
7604 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
7605 {
7606         struct sched_group *sg = sd->groups;
7607
7608         WARN_ON(!sd || !sg);
7609
7610         do {
7611                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
7612                 sg = sg->next;
7613         } while (sg != sd->groups);
7614
7615         if (cpu != group_first_cpu(sg))
7616                 return;
7617
7618         update_group_power(sd, cpu);
7619 }
7620
7621 /*
7622  * Initializers for schedule domains
7623  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
7624  */
7625
7626 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7627 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
7628 #else
7629 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
7630 #endif
7631
7632 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
7633 static noinline struct sched_domain *                                   \
7634 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
7635 {                                                                       \
7636         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
7637         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
7638         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
7639         sd->private = &tl->data;                                        \
7640         return sd;                                                      \
7641 }
7642
7643 SD_INIT_FUNC(CPU)
7644 #ifdef CONFIG_NUMA
7645  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
7646  SD_INIT_FUNC(NODE)
7647 #endif
7648 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7649  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
7650 #endif
7651 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7652  SD_INIT_FUNC(MC)
7653 #endif
7654 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7655  SD_INIT_FUNC(BOOK)
7656 #endif
7657
7658 static int default_relax_domain_level = -1;
7659 int sched_domain_level_max;
7660
7661 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
7662 {
7663         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
7664                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
7665
7666         return 1;
7667 }
7668 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
7669
7670 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
7671                                  struct sched_domain_attr *attr)
7672 {
7673         int request;
7674
7675         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
7676                 if (default_relax_domain_level < 0)
7677                         return;
7678                 else
7679                         request = default_relax_domain_level;
7680         } else
7681                 request = attr->relax_domain_level;
7682         if (request < sd->level) {
7683                 /* turn off idle balance on this domain */
7684                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7685         } else {
7686                 /* turn on idle balance on this domain */
7687                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7688         }
7689 }
7690
7691 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
7692 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
7693
7694 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
7695                                  const struct cpumask *cpu_map)
7696 {
7697         switch (what) {
7698         case sa_rootdomain:
7699                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
7700                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
7701         case sa_sd:
7702                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
7703         case sa_sd_storage:
7704                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
7705         case sa_none:
7706                 break;
7707         }
7708 }
7709
7710 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
7711                                                    const struct cpumask *cpu_map)
7712 {
7713         memset(d, 0, sizeof(*d));
7714
7715         if (__sdt_alloc(cpu_map))
7716                 return sa_sd_storage;
7717         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7718         if (!d->sd)
7719                 return sa_sd_storage;
7720         d->rd = alloc_rootdomain();
7721         if (!d->rd)
7722                 return sa_sd;
7723         return sa_rootdomain;
7724 }
7725
7726 /*
7727  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
7728  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
7729  * will not free the data we're using.
7730  */
7731 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
7732 {
7733         struct sd_data *sdd = sd->private;
7734
7735         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
7736         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
7737
7738         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
7739                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
7740
7741         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
7742                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
7743 }
7744
7745 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7746 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
7747 {
7748         return topology_thread_cpumask(cpu);
7749 }
7750 #endif
7751
7752 /*
7753  * Topology list, bottom-up.
7754  */
7755 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
7756 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7757         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
7758 #endif
7759 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7760         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
7761 #endif
7762 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7763         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
7764 #endif
7765         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
7766 #ifdef CONFIG_NUMA
7767         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
7768         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
7769 #endif
7770         { NULL, },
7771 };
7772
7773 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
7774
7775 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7776 {
7777         struct sched_domain_topology_level *tl;
7778         int j;
7779
7780         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7781                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7782
7783                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7784                 if (!sdd->sd)
7785                         return -ENOMEM;
7786
7787                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7788                 if (!sdd->sg)
7789                         return -ENOMEM;
7790
7791                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
7792                 if (!sdd->sgp)
7793                         return -ENOMEM;
7794
7795                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7796                         struct sched_domain *sd;
7797                         struct sched_group *sg;
7798                         struct sched_group_power *sgp;
7799
7800                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7801                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7802                         if (!sd)
7803                                 return -ENOMEM;
7804
7805                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7806
7807                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7808                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7809                         if (!sg)
7810                                 return -ENOMEM;
7811
7812                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7813
7814                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
7815                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7816                         if (!sgp)
7817                                 return -ENOMEM;
7818
7819                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
7820                 }
7821         }
7822
7823         return 0;
7824 }
7825
7826 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7827 {
7828         struct sched_domain_topology_level *tl;
7829         int j;
7830
7831         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7832                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7833
7834                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7835                         struct sched_domain *sd;
7836
7837                         if (sdd->sd) {
7838                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7839                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7840                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
7841                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7842                         }
7843
7844                         if (sdd->sg)
7845                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7846                         if (sdd->sgp)
7847                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
7848                 }
7849                 free_percpu(sdd->sd);
7850                 sdd->sd = NULL;
7851                 free_percpu(sdd->sg);
7852                 sdd->sg = NULL;
7853                 free_percpu(sdd->sgp);
7854                 sdd->sgp = NULL;
7855         }
7856 }
7857
7858 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7859                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
7860                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
7861                 int cpu)
7862 {
7863         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
7864         if (!sd)
7865                 return child;
7866
7867         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7868         if (child) {
7869                 sd->level = child->level + 1;
7870                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7871                 child->parent = sd;
7872         }
7873         sd->child = child;
7874         set_domain_attribute(sd, attr);
7875
7876         return sd;
7877 }
7878
7879 /*
7880  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7881  * to the individual cpus
7882  */
7883 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7884                                struct sched_domain_attr *attr)
7885 {
7886         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
7887         struct sched_domain *sd;
7888         struct s_data d;
7889         int i, ret = -ENOMEM;
7890
7891         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7892         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7893                 goto error;
7894
7895         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7896         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7897                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7898
7899                 sd = NULL;
7900                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7901                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
7902                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7903                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7904                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7905                                 break;
7906                 }
7907
7908                 while (sd->child)
7909                         sd = sd->child;
7910
7911                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7912         }
7913
7914         /* Build the groups for the domains */
7915         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7916                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7917                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7918                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7919                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7920                                         goto error;
7921                         } else {
7922                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7923                                         goto error;
7924                         }
7925                 }
7926         }
7927
7928         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
7929         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7930                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7931                         continue;
7932
7933                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7934                         claim_allocations(i, sd);
7935                         init_sched_groups_power(i, sd);
7936                 }
7937         }
7938
7939         /* Attach the domains */
7940         rcu_read_lock();
7941         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7942                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7943                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7944         }
7945         rcu_read_unlock();
7946
7947         ret = 0;
7948 error:
7949         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7950         return ret;
7951 }
7952
7953 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7954 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7955 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7956                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7957
7958 /*
7959  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7960  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7961  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7962  */
7963 static cpumask_var_t fallback_doms;
7964
7965 /*
7966  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7967  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7968  * or 0 if it stayed the same.
7969  */
7970 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
7971 {
7972         return 0;
7973 }
7974
7975 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7976 {
7977         int i;
7978         cpumask_var_t *doms;
7979
7980         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7981         if (!doms)
7982                 return NULL;
7983         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7984                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7985                         free_sched_domains(doms, i);
7986                         return NULL;
7987                 }
7988         }
7989         return doms;
7990 }
7991
7992 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7993 {
7994         unsigned int i;
7995         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7996                 free_cpumask_var(doms[i]);
7997         kfree(doms);
7998 }
7999
8000 /*
8001  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
8002  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
8003  * exclude other special cases in the future.
8004  */
8005 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8006 {
8007         int err;
8008
8009         arch_update_cpu_topology();
8010         ndoms_cur = 1;
8011         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
8012         if (!doms_cur)
8013                 doms_cur = &fallback_doms;
8014         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
8015         dattr_cur = NULL;
8016         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
8017         register_sched_domain_sysctl();
8018
8019         return err;
8020 }
8021
8022 /*
8023  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
8024  * These cpus will now be attached to the NULL domain
8025  */
8026 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8027 {
8028         int i;
8029
8030         rcu_read_lock();
8031         for_each_cpu(i, cpu_map)
8032                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
8033         rcu_read_unlock();
8034 }
8035
8036 /* handle null as "default" */
8037 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
8038                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
8039 {
8040         struct sched_domain_attr tmp;
8041
8042         /* fast path */
8043         if (!new && !cur)
8044                 return 1;
8045
8046         tmp = SD_ATTR_INIT;
8047         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
8048                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
8049                         sizeof(struct sched_domain_attr));
8050 }
8051
8052 /*
8053  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
8054  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
8055  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
8056  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
8057  *
8058  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
8059  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
8060  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
8061  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
8062  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
8063  * it as it is.
8064  *
8065  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
8066  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
8067  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
8068  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
8069  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
8070  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
8071  *
8072  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
8073  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
8074  * and it will not create the default domain.
8075  *
8076  * Call with hotplug lock held
8077  */
8078 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
8079                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
8080 {
8081         int i, j, n;
8082         int new_topology;
8083
8084         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8085
8086         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
8087         unregister_sched_domain_sysctl();
8088
8089         /* Let architecture update cpu core mappings. */
8090         new_topology = arch_update_cpu_topology();
8091
8092         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
8093
8094         /* Destroy deleted domains */
8095         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
8096                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
8097                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
8098                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
8099                                 goto match1;
8100                 }
8101                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
8102                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
8103 match1:
8104                 ;
8105         }
8106
8107         if (doms_new == NULL) {
8108                 ndoms_cur = 0;
8109                 doms_new = &fallback_doms;
8110                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
8111                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
8112         }
8113
8114         /* Build new domains */
8115         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
8116                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
8117                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
8118                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
8119                                 goto match2;
8120                 }
8121                 /* no match - add a new doms_new */
8122                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
8123 match2:
8124                 ;
8125         }
8126
8127         /* Remember the new sched domains */
8128         if (doms_cur != &fallback_doms)
8129                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
8130         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
8131         doms_cur = doms_new;
8132         dattr_cur = dattr_new;
8133         ndoms_cur = ndoms_new;
8134
8135         register_sched_domain_sysctl();
8136
8137         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8138 }
8139
8140 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
8141 static void reinit_sched_domains(void)
8142 {
8143         get_online_cpus();
8144
8145         /* Destroy domains first to force the rebuild */
8146         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
8147
8148         rebuild_sched_domains();
8149         put_online_cpus();
8150 }
8151
8152 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
8153 {
8154         unsigned int level = 0;
8155
8156         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
8157                 return -EINVAL;
8158
8159         /*
8160          * level is always be positive so don't check for
8161          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
8162          * What happens on 0 or 1 byte write,
8163          * need to check for count as well?
8164          */
8165
8166         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
8167                 return -EINVAL;
8168
8169         if (smt)
8170                 sched_smt_power_savings = level;
8171         else
8172                 sched_mc_power_savings = level;
8173
8174         reinit_sched_domains();
8175
8176         return count;
8177 }
8178
8179 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8180 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
8181                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
8182                                            char *page)
8183 {
8184         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
8185 }
8186 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
8187                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8188                                             const char *buf, size_t count)
8189 {
8190         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
8191 }
8192 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
8193                          sched_mc_power_savings_show,
8194                          sched_mc_power_savings_store);
8195 #endif
8196
8197 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8198 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
8199                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
8200                                             char *page)
8201 {
8202         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
8203 }
8204 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
8205                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
8206                                              const char *buf, size_t count)
8207 {
8208         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
8209 }
8210 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
8211                    sched_smt_power_savings_show,
8212                    sched_smt_power_savings_store);
8213 #endif
8214
8215 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
8216 {
8217         int err = 0;
8218
8219 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8220         if (smt_capable())
8221                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8222                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
8223 #endif
8224 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8225         if (!err && mc_capable())
8226                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8227                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
8228 #endif
8229         return err;
8230 }
8231 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
8232
8233 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
8234
8235 /*
8236  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8237  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8238  * around partition_sched_domains().
8239  *
8240  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8241  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8242  */
8243 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8244                              void *hcpu)
8245 {
8246         switch (action) {
8247         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8248         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8249
8250                 /*
8251                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8252                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8253                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8254                  * domain, ignoring cpusets.
8255                  */
8256                 num_cpus_frozen--;
8257                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
8258                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8259                         break;
8260                 }
8261
8262                 /*
8263                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8264                  * restore the original sched domains by considering the
8265                  * cpuset configurations.
8266                  */
8267
8268         case CPU_ONLINE:
8269         case CPU_DOWN_FAILED:
8270                 cpuset_update_active_cpus();
8271                 break;
8272         default:
8273                 return NOTIFY_DONE;
8274         }
8275         return NOTIFY_OK;
8276 }
8277
8278 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8279                                void *hcpu)
8280 {
8281         switch (action) {
8282         case CPU_DOWN_PREPARE:
8283                 cpuset_update_active_cpus();
8284                 break;
8285         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8286                 num_cpus_frozen++;
8287                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8288                 break;
8289         default:
8290                 return NOTIFY_DONE;
8291         }
8292         return NOTIFY_OK;
8293 }
8294
8295 static int update_runtime(struct notifier_block *nfb,
8296                                 unsigned long action, void *hcpu)
8297 {
8298         int cpu = (int)(long)hcpu;
8299
8300         switch (action) {
8301         case CPU_DOWN_PREPARE:
8302         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8303                 disable_runtime(cpu_rq(cpu));
8304                 return NOTIFY_OK;
8305
8306         case CPU_DOWN_FAILED:
8307         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8308         case CPU_ONLINE:
8309         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8310                 enable_runtime(cpu_rq(cpu));
8311                 return NOTIFY_OK;
8312
8313         default:
8314                 return NOTIFY_DONE;
8315         }
8316 }
8317
8318 void __init sched_init_smp(void)
8319 {
8320         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
8321
8322         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
8323         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
8324
8325         get_online_cpus();
8326         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8327         init_sched_domains(cpu_active_mask);
8328         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
8329         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
8330                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
8331         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8332         put_online_cpus();
8333
8334         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
8335         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
8336
8337         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
8338         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
8339
8340         init_hrtick();
8341
8342         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8343         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
8344                 BUG();
8345         sched_init_granularity();
8346         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
8347
8348         init_sched_rt_class();
8349 }
8350 #else
8351 void __init sched_init_smp(void)
8352 {
8353         sched_init_granularity();
8354 }
8355 #endif /* CONFIG_SMP */
8356
8357 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
8358
8359 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8360 {
8361         return in_lock_functions(addr) ||
8362                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8363                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8364 }
8365
8366 static void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8367 {
8368         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8369         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->tasks);
8370         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8371 #ifndef CONFIG_64BIT
8372         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8373 #endif
8374 }
8375
8376 static void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq)
8377 {
8378         struct rt_prio_array *array;
8379         int i;
8380
8381         array = &rt_rq->active;
8382         for (i = 0; i < MAX_RT_PRIO; i++) {
8383                 INIT_LIST_HEAD(array->queue + i);
8384                 __clear_bit(i, array->bitmap);
8385         }
8386         /* delimiter for bitsearch: */
8387         __set_bit(MAX_RT_PRIO, array->bitmap);
8388
8389 #if defined CONFIG_SMP
8390         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8391         rt_rq->highest_prio.next = MAX_RT_PRIO;
8392         rt_rq->rt_nr_migratory = 0;
8393         rt_rq->overloaded = 0;
8394         plist_head_init(&rt_rq->pushable_tasks);
8395 #endif
8396
8397         rt_rq->rt_time = 0;
8398         rt_rq->rt_throttled = 0;
8399         rt_rq->rt_runtime = 0;
8400         raw_spin_lock_init(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8401 }
8402
8403 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8404 static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8405                                 struct sched_entity *se, int cpu,
8406                                 struct sched_entity *parent)
8407 {
8408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8409
8410         cfs_rq->tg = tg;
8411         cfs_rq->rq = rq;
8412 #ifdef CONFIG_SMP
8413         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
8414         cfs_rq->load_stamp = 1;
8415 #endif
8416         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8417
8418         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8419         tg->se[cpu] = se;
8420
8421         /* se could be NULL for root_task_group */
8422         if (!se)
8423                 return;
8424
8425         if (!parent)
8426                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8427         else
8428                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8429
8430         se->my_q = cfs_rq;
8431         update_load_set(&se->load, 0);
8432         se->parent = parent;
8433 }
8434 #endif
8435
8436 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8437 static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
8438                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
8439                 struct sched_rt_entity *parent)
8440 {
8441         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8442
8443         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8444         rt_rq->rt_nr_boosted = 0;
8445         rt_rq->rq = rq;
8446         rt_rq->tg = tg;
8447
8448         tg->rt_rq[cpu] = rt_rq;
8449         tg->rt_se[cpu] = rt_se;
8450
8451         if (!rt_se)
8452                 return;
8453
8454         if (!parent)
8455                 rt_se->rt_rq = &rq->rt;
8456         else
8457                 rt_se->rt_rq = parent->my_q;
8458
8459         rt_se->my_q = rt_rq;
8460         rt_se->parent = parent;
8461         INIT_LIST_HEAD(&rt_se->run_list);
8462 }
8463 #endif
8464
8465 void __init sched_init(void)
8466 {
8467         int i, j;
8468         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
8469
8470 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8471         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8472 #endif
8473 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8474         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8475 #endif
8476 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8477         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
8478 #endif
8479         if (alloc_size) {
8480                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
8481
8482 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8483                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8484                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8485
8486                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8487                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8488
8489 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8490 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8491                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8492                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8493
8494                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8495                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8496
8497 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8498 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8499                 for_each_possible_cpu(i) {
8500                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
8501                         ptr += cpumask_size();
8502                 }
8503 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8504         }
8505
8506 #ifdef CONFIG_SMP
8507         init_defrootdomain();
8508 #endif
8509
8510         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
8511                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8512
8513 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8514         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8515                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8516 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8517
8518 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8519         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8520         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8521         autogroup_init(&init_task);
8522 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8523
8524         for_each_possible_cpu(i) {
8525                 struct rq *rq;
8526
8527                 rq = cpu_rq(i);
8528                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
8529                 rq->nr_running = 0;
8530                 rq->calc_load_active = 0;
8531                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8532                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8533                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
8534 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8535                 root_task_group.shares = root_task_group_load;
8536                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8537                 /*
8538                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
8539                  *
8540                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8541                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
8542                  * system cpu resource is divided among the tasks of
8543                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8544                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8545                  * (se->load.weight).
8546                  *
8547                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8548                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8549                  * then A0's share of the cpu resource is:
8550                  *
8551                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8552                  *
8553                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
8554                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
8555                  */
8556                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8557                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
8558 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8559
8560                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8561 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8562                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
8563                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
8564 #endif
8565
8566                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
8567                         rq->cpu_load[j] = 0;
8568
8569                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
8570
8571 #ifdef CONFIG_SMP
8572                 rq->sd = NULL;
8573                 rq->rd = NULL;
8574                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
8575                 rq->post_schedule = 0;
8576                 rq->active_balance = 0;
8577                 rq->next_balance = jiffies;
8578                 rq->push_cpu = 0;
8579                 rq->cpu = i;
8580                 rq->online = 0;
8581                 rq->idle_stamp = 0;
8582                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
8583                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
8584 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8585                 rq->nohz_balance_kick = 0;
8586 #endif
8587 #endif
8588                 init_rq_hrtick(rq);
8589                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
8590         }
8591
8592         set_load_weight(&init_task);
8593
8594 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
8595         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
8596 #endif
8597
8598 #ifdef CONFIG_SMP
8599         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8600 #endif
8601
8602 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
8603         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
8604 #endif
8605
8606         /*
8607          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
8608          */
8609         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
8610         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
8611
8612         /*
8613          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
8614          * called from this thread, however somewhere below it might be,
8615          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
8616          * when this runqueue becomes "idle".
8617          */
8618         init_idle(current, smp_processor_id());
8619
8620         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8621
8622         /*
8623          * During early bootup we pretend to be a normal task:
8624          */
8625         current->sched_class = &fair_sched_class;
8626
8627 #ifdef CONFIG_SMP
8628         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
8629 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8630         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8631         alloc_cpumask_var(&nohz.grp_idle_mask, GFP_NOWAIT);
8632         atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
8633         atomic_set(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8634         atomic_set(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8635 #endif
8636         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
8637         if (cpu_isolated_map == NULL)
8638                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
8639 #endif /* SMP */
8640
8641         scheduler_running = 1;
8642 }
8643
8644 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
8645 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
8646 {
8647         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
8648
8649         return (nested == preempt_offset);
8650 }
8651
8652 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8653 {
8654         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
8655
8656         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
8657         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
8658             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
8659                 return;
8660         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8661                 return;
8662         prev_jiffy = jiffies;
8663
8664         printk(KERN_ERR
8665                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
8666                         file, line);
8667         printk(KERN_ERR
8668                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
8669                         in_atomic(), irqs_disabled(),
8670                         current->pid, current->comm);
8671
8672         debug_show_held_locks(current);
8673         if (irqs_disabled())
8674                 print_irqtrace_events(current);
8675         dump_stack();
8676 }
8677 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
8678 #endif
8679
8680 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
8681 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8682 {
8683         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
8684         int old_prio = p->prio;
8685         int on_rq;
8686
8687         on_rq = p->on_rq;
8688         if (on_rq)
8689                 deactivate_task(rq, p, 0);
8690         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
8691         if (on_rq) {
8692                 activate_task(rq, p, 0);
8693                 resched_task(rq->curr);
8694         }
8695
8696         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
8697 }
8698
8699 void normalize_rt_tasks(void)
8700 {
8701         struct task_struct *g, *p;
8702         unsigned long flags;
8703         struct rq *rq;
8704
8705         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
8706         do_each_thread(g, p) {
8707                 /*
8708                  * Only normalize user tasks:
8709                  */
8710                 if (!p->mm)
8711                         continue;
8712
8713                 p->se.exec_start                = 0;
8714 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
8715                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
8716                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
8717                 p->se.statistics.block_start    = 0;
8718 #endif
8719
8720                 if (!rt_task(p)) {
8721                         /*
8722                          * Renice negative nice level userspace
8723                          * tasks back to 0:
8724                          */
8725                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
8726                                 set_user_nice(p, 0);
8727                         continue;
8728                 }
8729
8730                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
8731                 rq = __task_rq_lock(p);
8732
8733                 normalize_task(rq, p);
8734
8735                 __task_rq_unlock(rq);
8736                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
8737         } while_each_thread(g, p);
8738
8739         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
8740 }
8741
8742 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8743
8744 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8745 /*
8746  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8747  *
8748  * They can only be called when the whole system has been
8749  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8750  * activity can take place. Using them for anything else would
8751  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8752  * under any other configuration.
8753  */
8754
8755 /**
8756  * curr_task - return the current task for a given cpu.
8757  * @cpu: the processor in question.
8758  *
8759  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8760  */
8761 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8762 {
8763         return cpu_curr(cpu);
8764 }
8765
8766 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8767
8768 #ifdef CONFIG_IA64
8769 /**
8770  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
8771  * @cpu: the processor in question.
8772  * @p: the task pointer to set.
8773  *
8774  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8775  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8776  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
8777  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8778  * and caller must save the original value of the current task (see
8779  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8780  * re-starting the system.
8781  *
8782  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8783  */
8784 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8785 {
8786         cpu_curr(cpu) = p;
8787 }
8788
8789 #endif
8790
8791 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8792 static void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8793 {
8794         int i;
8795
8796         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8797
8798         for_each_possible_cpu(i) {
8799                 if (tg->cfs_rq)
8800                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8801                 if (tg->se)
8802                         kfree(tg->se[i]);
8803         }
8804
8805         kfree(tg->cfs_rq);
8806         kfree(tg->se);
8807 }
8808
8809 static
8810 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8811 {
8812         struct cfs_rq *cfs_rq;
8813         struct sched_entity *se;
8814         int i;
8815
8816         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8817         if (!tg->cfs_rq)
8818                 goto err;
8819         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8820         if (!tg->se)
8821                 goto err;
8822
8823         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8824
8825         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8826
8827         for_each_possible_cpu(i) {
8828                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8829                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8830                 if (!cfs_rq)
8831                         goto err;
8832
8833                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8834                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8835                 if (!se)
8836                         goto err_free_rq;
8837
8838                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8839                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8840         }
8841
8842         return 1;
8843
8844 err_free_rq:
8845         kfree(cfs_rq);
8846 err:
8847         return 0;
8848 }
8849
8850 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8851 {
8852         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8853         unsigned long flags;
8854
8855         /*
8856         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8857         * check on_list without danger of it being re-added.
8858         */
8859         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8860                 return;
8861
8862         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8863         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8864         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8865 }
8866 #else /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8867 static inline void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8868 {
8869 }
8870
8871 static inline
8872 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8873 {
8874         return 1;
8875 }
8876
8877 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8878 {
8879 }
8880 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8881
8882 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8883 static void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8884 {
8885         int i;
8886
8887         if (tg->rt_se)
8888                 destroy_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth);
8889
8890         for_each_possible_cpu(i) {
8891                 if (tg->rt_rq)
8892                         kfree(tg->rt_rq[i]);
8893                 if (tg->rt_se)
8894                         kfree(tg->rt_se[i]);
8895         }
8896
8897         kfree(tg->rt_rq);
8898         kfree(tg->rt_se);
8899 }
8900
8901 static
8902 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8903 {
8904         struct rt_rq *rt_rq;
8905         struct sched_rt_entity *rt_se;
8906         int i;
8907
8908         tg->rt_rq = kzalloc(sizeof(rt_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8909         if (!tg->rt_rq)
8910                 goto err;
8911         tg->rt_se = kzalloc(sizeof(rt_se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8912         if (!tg->rt_se)
8913                 goto err;
8914
8915         init_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth,
8916                         ktime_to_ns(def_rt_bandwidth.rt_period), 0);
8917
8918         for_each_possible_cpu(i) {
8919                 rt_rq = kzalloc_node(sizeof(struct rt_rq),
8920                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8921                 if (!rt_rq)
8922                         goto err;
8923
8924                 rt_se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_rt_entity),
8925                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8926                 if (!rt_se)
8927                         goto err_free_rq;
8928
8929                 init_rt_rq(rt_rq, cpu_rq(i));
8930                 rt_rq->rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8931                 init_tg_rt_entry(tg, rt_rq, rt_se, i, parent->rt_se[i]);
8932         }
8933
8934         return 1;
8935
8936 err_free_rq:
8937         kfree(rt_rq);
8938 err:
8939         return 0;
8940 }
8941 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8942 static inline void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8943 {
8944 }
8945
8946 static inline
8947 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8948 {
8949         return 1;
8950 }
8951 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8952
8953 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8954 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
8955 {
8956         free_fair_sched_group(tg);
8957         free_rt_sched_group(tg);
8958         autogroup_free(tg);
8959         kfree(tg);
8960 }
8961
8962 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8963 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8964 {
8965         struct task_group *tg;
8966         unsigned long flags;
8967
8968         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
8969         if (!tg)
8970                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8971
8972         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8973                 goto err;
8974
8975         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8976                 goto err;
8977
8978         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8979         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8980
8981         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
8982
8983         tg->parent = parent;
8984         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8985         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8986         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8987
8988         return tg;
8989
8990 err:
8991         free_sched_group(tg);
8992         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8993 }
8994
8995 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8996 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8997 {
8998         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
8999         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9000 }
9001
9002 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
9003 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9004 {
9005         unsigned long flags;
9006         int i;
9007
9008         /* end participation in shares distribution */
9009         for_each_possible_cpu(i)
9010                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
9011
9012         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9013         list_del_rcu(&tg->list);
9014         list_del_rcu(&tg->siblings);
9015         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9016
9017         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
9018         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
9019 }
9020
9021 /* change task's runqueue when it moves between groups.
9022  *      The caller of this function should have put the task in its new group
9023  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
9024  *      reflect its new group.
9025  */
9026 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9027 {
9028         struct task_group *tg;
9029         int on_rq, running;
9030         unsigned long flags;
9031         struct rq *rq;
9032
9033         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
9034
9035         running = task_current(rq, tsk);
9036         on_rq = tsk->on_rq;
9037
9038         if (on_rq)
9039                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
9040         if (unlikely(running))
9041                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
9042
9043         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
9044                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
9045                           struct task_group, css);
9046         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9047         tsk->sched_task_group = tg;
9048
9049 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9050         if (tsk->sched_class->task_move_group)
9051                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
9052         else
9053 #endif
9054                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9055
9056         if (unlikely(running))
9057                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
9058         if (on_rq)
9059                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
9060
9061         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
9062 }
9063 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9064
9065 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9066 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9067
9068 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9069 {
9070         int i;
9071         unsigned long flags;
9072
9073         /*
9074          * We can't change the weight of the root cgroup.
9075          */
9076         if (!tg->se[0])
9077                 return -EINVAL;
9078
9079         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9080
9081         mutex_lock(&shares_mutex);
9082         if (tg->shares == shares)
9083                 goto done;
9084
9085         tg->shares = shares;
9086         for_each_possible_cpu(i) {
9087                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9088                 struct sched_entity *se;
9089
9090                 se = tg->se[i];
9091                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9092                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9093                 for_each_sched_entity(se)
9094                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9095                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9096         }
9097
9098 done:
9099         mutex_unlock(&shares_mutex);
9100         return 0;
9101 }
9102
9103 unsigned long sched_group_shares(struct task_group *tg)
9104 {
9105         return tg->shares;
9106 }
9107 #endif
9108
9109 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
9110 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
9111 {
9112         if (runtime == RUNTIME_INF)
9113                 return 1ULL << 20;
9114
9115         return div64_u64(runtime << 20, period);
9116 }
9117 #endif
9118
9119 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9120 /*
9121  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
9122  */
9123 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
9124
9125 /* Must be called with tasklist_lock held */
9126 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
9127 {
9128         struct task_struct *g, *p;
9129
9130         /*
9131          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
9132          */
9133         if (task_group_is_autogroup(tg))
9134                 return 0;
9135
9136         do_each_thread(g, p) {
9137                 if (rt_task(p) && rt_rq_of_se(&p->rt)->tg == tg)
9138                         return 1;
9139         } while_each_thread(g, p);
9140
9141         return 0;
9142 }
9143
9144 struct rt_schedulable_data {
9145         struct task_group *tg;
9146         u64 rt_period;
9147         u64 rt_runtime;
9148 };
9149
9150 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
9151 {
9152         struct rt_schedulable_data *d = data;
9153         struct task_group *child;
9154         unsigned long total, sum = 0;
9155         u64 period, runtime;
9156
9157         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9158         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9159
9160         if (tg == d->tg) {
9161                 period = d->rt_period;
9162                 runtime = d->rt_runtime;
9163         }
9164
9165         /*
9166          * Cannot have more runtime than the period.
9167          */
9168         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9169                 return -EINVAL;
9170
9171         /*
9172          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
9173          */
9174         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
9175                 return -EBUSY;
9176
9177         total = to_ratio(period, runtime);
9178
9179         /*
9180          * Nobody can have more than the global setting allows.
9181          */
9182         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
9183                 return -EINVAL;
9184
9185         /*
9186          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
9187          */
9188         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
9189                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
9190                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
9191
9192                 if (child == d->tg) {
9193                         period = d->rt_period;
9194                         runtime = d->rt_runtime;
9195                 }
9196
9197                 sum += to_ratio(period, runtime);
9198         }
9199
9200         if (sum > total)
9201                 return -EINVAL;
9202
9203         return 0;
9204 }
9205
9206 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
9207 {
9208         int ret;
9209
9210         struct rt_schedulable_data data = {
9211                 .tg = tg,
9212                 .rt_period = period,
9213                 .rt_runtime = runtime,
9214         };
9215
9216         rcu_read_lock();
9217         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
9218         rcu_read_unlock();
9219
9220         return ret;
9221 }
9222
9223 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
9224                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
9225 {
9226         int i, err = 0;
9227
9228         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9229         read_lock(&tasklist_lock);
9230         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
9231         if (err)
9232                 goto unlock;
9233
9234         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9235         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
9236         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
9237
9238         for_each_possible_cpu(i) {
9239                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
9240
9241                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9242                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
9243                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9244         }
9245         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9246 unlock:
9247         read_unlock(&tasklist_lock);
9248         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9249
9250         return err;
9251 }
9252
9253 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
9254 {
9255         u64 rt_runtime, rt_period;
9256
9257         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9258         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
9259         if (rt_runtime_us < 0)
9260                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
9261
9262         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9263 }
9264
9265 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
9266 {
9267         u64 rt_runtime_us;
9268
9269         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
9270                 return -1;
9271
9272         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9273         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
9274         return rt_runtime_us;
9275 }
9276
9277 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
9278 {
9279         u64 rt_runtime, rt_period;
9280
9281         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
9282         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9283
9284         if (rt_period == 0)
9285                 return -EINVAL;
9286
9287         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9288 }
9289
9290 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
9291 {
9292         u64 rt_period_us;
9293
9294         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9295         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
9296         return rt_period_us;
9297 }
9298
9299 static int sched_rt_global_constraints(void)
9300 {
9301         u64 runtime, period;
9302         int ret = 0;
9303
9304         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9305                 return -EINVAL;
9306
9307         runtime = global_rt_runtime();
9308         period = global_rt_period();
9309
9310         /*
9311          * Sanity check on the sysctl variables.
9312          */
9313         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9314                 return -EINVAL;
9315
9316         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9317         read_lock(&tasklist_lock);
9318         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
9319         read_unlock(&tasklist_lock);
9320         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9321
9322         return ret;
9323 }
9324
9325 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
9326 {
9327         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
9328         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
9329                 return 0;
9330
9331         return 1;
9332 }
9333
9334 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9335 static int sched_rt_global_constraints(void)
9336 {
9337         unsigned long flags;
9338         int i;
9339
9340         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9341                 return -EINVAL;
9342
9343         /*
9344          * There's always some RT tasks in the root group
9345          * -- migration, kstopmachine etc..
9346          */
9347         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
9348                 return -EBUSY;
9349
9350         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9351         for_each_possible_cpu(i) {
9352                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
9353
9354                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9355                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
9356                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9357         }
9358         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9359
9360         return 0;
9361 }
9362 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9363
9364 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
9365                 void __user *buffer, size_t *lenp,
9366                 loff_t *ppos)
9367 {
9368         int ret;
9369         int old_period, old_runtime;
9370         static DEFINE_MUTEX(mutex);
9371
9372         mutex_lock(&mutex);
9373         old_period = sysctl_sched_rt_period;
9374         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
9375
9376         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
9377
9378         if (!ret && write) {
9379                 ret = sched_rt_global_constraints();
9380                 if (ret) {
9381                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
9382                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
9383                 } else {
9384                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
9385                         def_rt_bandwidth.rt_period =
9386                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
9387                 }
9388         }
9389         mutex_unlock(&mutex);
9390
9391         return ret;
9392 }
9393
9394 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9395
9396 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
9397 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
9398 {
9399         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
9400                             struct task_group, css);
9401 }
9402
9403 static struct cgroup_subsys_state *
9404 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9405 {
9406         struct task_group *tg, *parent;
9407
9408         if (!cgrp->parent) {
9409                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9410                 return &root_task_group.css;
9411         }
9412
9413         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
9414         tg = sched_create_group(parent);
9415         if (IS_ERR(tg))
9416                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9417
9418         return &tg->css;
9419 }
9420
9421 static void
9422 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9423 {
9424         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9425
9426         sched_destroy_group(tg);
9427 }
9428
9429 static int
9430 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9431 {
9432 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9433         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
9434                 return -EINVAL;
9435 #else
9436         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
9437         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
9438                 return -EINVAL;
9439 #endif
9440         return 0;
9441 }
9442
9443 static void
9444 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9445 {
9446         sched_move_task(tsk);
9447 }
9448
9449 static void
9450 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9451                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
9452 {
9453         /*
9454          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
9455          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
9456          * trying to poke a half freed task state from generic code.
9457          */
9458         if (!(task->flags & PF_EXITING))
9459                 return;
9460
9461         sched_move_task(task);
9462 }
9463
9464 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9465 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9466                                 u64 shareval)
9467 {
9468         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
9469 }
9470
9471 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9472 {
9473         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9474
9475         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9476 }
9477
9478 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9479 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9480
9481 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9482 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9483
9484 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9485
9486 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9487 {
9488         int i, ret = 0, runtime_enabled;
9489         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9490
9491         if (tg == &root_task_group)
9492                 return -EINVAL;
9493
9494         /*
9495          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9496          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9497          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9498          */
9499         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9500                 return -EINVAL;
9501
9502         /*
9503          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
9504          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9505          * feasibility.
9506          */
9507         if (period > max_cfs_quota_period)
9508                 return -EINVAL;
9509
9510         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9511         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9512         if (ret)
9513                 goto out_unlock;
9514
9515         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9516         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9517         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9518         cfs_b->quota = quota;
9519
9520         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9521         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
9522         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
9523                 /* force a reprogram */
9524                 cfs_b->timer_active = 0;
9525                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9526         }
9527         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9528
9529         for_each_possible_cpu(i) {
9530                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9531                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9532
9533                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9534                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9535                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9536
9537                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9538                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9539                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9540         }
9541 out_unlock:
9542         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9543
9544         return ret;
9545 }
9546
9547 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9548 {
9549         u64 quota, period;
9550
9551         period = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9552         if (cfs_quota_us < 0)
9553                 quota = RUNTIME_INF;
9554         else
9555                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9556
9557         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9558 }
9559
9560 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9561 {
9562         u64 quota_us;
9563
9564         if (tg_cfs_bandwidth(tg)->quota == RUNTIME_INF)
9565                 return -1;
9566
9567         quota_us = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9568         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9569
9570         return quota_us;
9571 }
9572
9573 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9574 {
9575         u64 quota, period;
9576
9577         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9578         quota = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9579
9580         if (period <= 0)
9581                 return -EINVAL;
9582
9583         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9584 }
9585
9586 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9587 {
9588         u64 cfs_period_us;
9589
9590         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9591         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9592
9593         return cfs_period_us;
9594 }
9595
9596 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9597 {
9598         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
9599 }
9600
9601 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9602                                 s64 cfs_quota_us)
9603 {
9604         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
9605 }
9606
9607 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9608 {
9609         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
9610 }
9611
9612 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9613                                 u64 cfs_period_us)
9614 {
9615         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
9616 }
9617
9618 struct cfs_schedulable_data {
9619         struct task_group *tg;
9620         u64 period, quota;
9621 };
9622
9623 /*
9624  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9625  * note: units are usecs
9626  */
9627 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9628                                struct cfs_schedulable_data *d)
9629 {
9630         u64 quota, period;
9631
9632         if (tg == d->tg) {
9633                 period = d->period;
9634                 quota = d->quota;
9635         } else {
9636                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9637                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9638         }
9639
9640         /* note: these should typically be equivalent */
9641         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9642                 return RUNTIME_INF;
9643
9644         return to_ratio(period, quota);
9645 }
9646
9647 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9648 {
9649         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9650         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9651         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9652
9653         if (!tg->parent) {
9654                 quota = RUNTIME_INF;
9655         } else {
9656                 struct cfs_bandwidth *parent_b = tg_cfs_bandwidth(tg->parent);
9657
9658                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
9659                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
9660
9661                 /*
9662                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
9663                  * limit is set
9664                  */
9665                 if (quota == RUNTIME_INF)
9666                         quota = parent_quota;
9667                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
9668                         return -EINVAL;
9669         }
9670         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
9671
9672         return 0;
9673 }
9674
9675 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9676 {
9677         int ret;
9678         struct cfs_schedulable_data data = {
9679                 .tg = tg,
9680                 .period = period,
9681                 .quota = quota,
9682         };
9683
9684         if (quota != RUNTIME_INF) {
9685                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
9686                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
9687         }
9688
9689         rcu_read_lock();
9690         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
9691         rcu_read_unlock();
9692
9693         return ret;
9694 }
9695
9696 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9697                 struct cgroup_map_cb *cb)
9698 {
9699         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9700         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9701
9702         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
9703         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
9704         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
9705
9706         return 0;
9707 }
9708 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
9709 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9710
9711 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9712 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9713                                 s64 val)
9714 {
9715         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
9716 }
9717
9718 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9719 {
9720         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
9721 }
9722
9723 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9724                 u64 rt_period_us)
9725 {
9726         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
9727 }
9728
9729 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9730 {
9731         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
9732 }
9733 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9734
9735 static struct cftype cpu_files[] = {
9736 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9737         {
9738                 .name = "shares",
9739                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9740                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9741         },
9742 #endif
9743 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9744         {
9745                 .name = "cfs_quota_us",
9746                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
9747                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
9748         },
9749         {
9750                 .name = "cfs_period_us",
9751                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
9752                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
9753         },
9754         {
9755                 .name = "stat",
9756                 .read_map = cpu_stats_show,
9757         },
9758 #endif
9759 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9760         {
9761                 .name = "rt_runtime_us",
9762                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9763                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9764         },
9765         {
9766                 .name = "rt_period_us",
9767                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9768                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9769         },
9770 #endif
9771 };
9772
9773 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
9774 {
9775         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
9776 }
9777
9778 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
9779         .name           = "cpu",
9780         .create         = cpu_cgroup_create,
9781         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
9782         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
9783         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
9784         .exit           = cpu_cgroup_exit,
9785         .populate       = cpu_cgroup_populate,
9786         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
9787         .early_init     = 1,
9788 };
9789
9790 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9791
9792 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
9793
9794 /*
9795  * CPU accounting code for task groups.
9796  *
9797  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
9798  * (balbir@in.ibm.com).
9799  */
9800
9801 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
9802 struct cpuacct {
9803         struct cgroup_subsys_state css;
9804         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
9805         u64 __percpu *cpuusage;
9806         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
9807         struct cpuacct *parent;
9808 };
9809
9810 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
9811
9812 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
9813 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
9814 {
9815         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
9816                             struct cpuacct, css);
9817 }
9818
9819 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
9820 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
9821 {
9822         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
9823                             struct cpuacct, css);
9824 }
9825
9826 /* create a new cpu accounting group */
9827 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
9828         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9829 {
9830         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
9831         int i;
9832
9833         if (!ca)
9834                 goto out;
9835
9836         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
9837         if (!ca->cpuusage)
9838                 goto out_free_ca;
9839
9840         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9841                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
9842                         goto out_free_counters;
9843
9844         if (cgrp->parent)
9845                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
9846
9847         return &ca->css;
9848
9849 out_free_counters:
9850         while (--i >= 0)
9851                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9852         free_percpu(ca->cpuusage);
9853 out_free_ca:
9854         kfree(ca);
9855 out:
9856         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9857 }
9858
9859 /* destroy an existing cpu accounting group */
9860 static void
9861 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9862 {
9863         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9864         int i;
9865
9866         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9867                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9868         free_percpu(ca->cpuusage);
9869         kfree(ca);
9870 }
9871
9872 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
9873 {
9874         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9875         u64 data;
9876
9877 #ifndef CONFIG_64BIT
9878         /*
9879          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
9880          */
9881         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9882         data = *cpuusage;
9883         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9884 #else
9885         data = *cpuusage;
9886 #endif
9887
9888         return data;
9889 }
9890
9891 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
9892 {
9893         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9894
9895 #ifndef CONFIG_64BIT
9896         /*
9897          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
9898          */
9899         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9900         *cpuusage = val;
9901         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9902 #else
9903         *cpuusage = val;
9904 #endif
9905 }
9906
9907 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
9908 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9909 {
9910         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9911         u64 totalcpuusage = 0;
9912         int i;
9913
9914         for_each_present_cpu(i)
9915                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9916
9917         return totalcpuusage;
9918 }
9919
9920 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9921                                                                 u64 reset)
9922 {
9923         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9924         int err = 0;
9925         int i;
9926
9927         if (reset) {
9928                 err = -EINVAL;
9929                 goto out;
9930         }
9931
9932         for_each_present_cpu(i)
9933                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
9934
9935 out:
9936         return err;
9937 }
9938
9939 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
9940                                    struct seq_file *m)
9941 {
9942         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
9943         u64 percpu;
9944         int i;
9945
9946         for_each_present_cpu(i) {
9947                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9948                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
9949         }
9950         seq_printf(m, "\n");
9951         return 0;
9952 }
9953
9954 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
9955         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
9956         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
9957 };
9958
9959 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9960                 struct cgroup_map_cb *cb)
9961 {
9962         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9963         int i;
9964
9965         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
9966                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
9967                 val = cputime64_to_clock_t(val);
9968                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
9969         }
9970         return 0;
9971 }
9972
9973 static struct cftype files[] = {
9974         {
9975                 .name = "usage",
9976                 .read_u64 = cpuusage_read,
9977                 .write_u64 = cpuusage_write,
9978         },
9979         {
9980                 .name = "usage_percpu",
9981                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
9982         },
9983         {
9984                 .name = "stat",
9985                 .read_map = cpuacct_stats_show,
9986         },
9987 };
9988
9989 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9990 {
9991         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
9992 }
9993
9994 /*
9995  * charge this task's execution time to its accounting group.
9996  *
9997  * called with rq->lock held.
9998  */
9999 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
10000 {
10001         struct cpuacct *ca;
10002         int cpu;
10003
10004         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10005                 return;
10006
10007         cpu = task_cpu(tsk);
10008
10009         rcu_read_lock();
10010
10011         ca = task_ca(tsk);
10012
10013         for (; ca; ca = ca->parent) {
10014                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10015                 *cpuusage += cputime;
10016         }
10017
10018         rcu_read_unlock();
10019 }
10020
10021 /*
10022  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
10023  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
10024  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
10025  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
10026  *
10027  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
10028  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
10029  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
10030  */
10031 #ifdef CONFIG_SMP
10032 #define CPUACCT_BATCH   \
10033         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
10034 #else
10035 #define CPUACCT_BATCH   0
10036 #endif
10037
10038 /*
10039  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
10040  */
10041 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
10042                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
10043 {
10044         struct cpuacct *ca;
10045         int batch = CPUACCT_BATCH;
10046
10047         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10048                 return;
10049
10050         rcu_read_lock();
10051         ca = task_ca(tsk);
10052
10053         do {
10054                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
10055                 ca = ca->parent;
10056         } while (ca);
10057         rcu_read_unlock();
10058 }
10059
10060 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
10061         .name = "cpuacct",
10062         .create = cpuacct_create,
10063         .destroy = cpuacct_destroy,
10064         .populate = cpuacct_populate,
10065         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
10066 };
10067 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */