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