sched: Move all scheduler bits into kernel/sched/
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.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/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
78 #include <asm/paravirt.h>
79 #endif
80
81 #include "sched.h"
82 #include "../workqueue_sched.h"
83
84 #define CREATE_TRACE_POINTS
85 #include <trace/events/sched.h>
86
87 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
88 {
89         unsigned long delta;
90         ktime_t soft, hard, now;
91
92         for (;;) {
93                 if (hrtimer_active(period_timer))
94                         break;
95
96                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
97                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
98
99                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
100                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
101                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
102                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
103                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
104         }
105 }
106
107 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
108 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
109
110 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
111
112 void update_rq_clock(struct rq *rq)
113 {
114         s64 delta;
115
116         if (rq->skip_clock_update > 0)
117                 return;
118
119         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
120         rq->clock += delta;
121         update_rq_clock_task(rq, delta);
122 }
123
124 /*
125  * Debugging: various feature bits
126  */
127
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
130
131 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
132 #include "features.h"
133         0;
134
135 #undef SCHED_FEAT
136
137 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
138 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
139         #name ,
140
141 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
142 #include "features.h"
143         NULL
144 };
145
146 #undef SCHED_FEAT
147
148 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
149 {
150         int i;
151
152         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
153                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
154                         seq_puts(m, "NO_");
155                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
156         }
157         seq_puts(m, "\n");
158
159         return 0;
160 }
161
162 static ssize_t
163 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
164                 size_t cnt, loff_t *ppos)
165 {
166         char buf[64];
167         char *cmp;
168         int neg = 0;
169         int i;
170
171         if (cnt > 63)
172                 cnt = 63;
173
174         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
175                 return -EFAULT;
176
177         buf[cnt] = 0;
178         cmp = strstrip(buf);
179
180         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
181                 neg = 1;
182                 cmp += 3;
183         }
184
185         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
186                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
187                         if (neg)
188                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
189                         else
190                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
191                         break;
192                 }
193         }
194
195         if (!sched_feat_names[i])
196                 return -EINVAL;
197
198         *ppos += cnt;
199
200         return cnt;
201 }
202
203 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
204 {
205         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
206 }
207
208 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
209         .open           = sched_feat_open,
210         .write          = sched_feat_write,
211         .read           = seq_read,
212         .llseek         = seq_lseek,
213         .release        = single_release,
214 };
215
216 static __init int sched_init_debug(void)
217 {
218         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
219                         &sched_feat_fops);
220
221         return 0;
222 }
223 late_initcall(sched_init_debug);
224
225 #endif
226
227 /*
228  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
229  * Limited because this is done with IRQs disabled.
230  */
231 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
232
233 /*
234  * period over which we average the RT time consumption, measured
235  * in ms.
236  *
237  * default: 1s
238  */
239 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
240
241 /*
242  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
243  * default: 1s
244  */
245 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
246
247 __read_mostly int scheduler_running;
248
249 /*
250  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
251  * default: 0.95s
252  */
253 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
254
255
256
257 /*
258  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
259  */
260 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
261         __acquires(rq->lock)
262 {
263         struct rq *rq;
264
265         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
266
267         for (;;) {
268                 rq = task_rq(p);
269                 raw_spin_lock(&rq->lock);
270                 if (likely(rq == task_rq(p)))
271                         return rq;
272                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
273         }
274 }
275
276 /*
277  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
278  */
279 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
280         __acquires(p->pi_lock)
281         __acquires(rq->lock)
282 {
283         struct rq *rq;
284
285         for (;;) {
286                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
287                 rq = task_rq(p);
288                 raw_spin_lock(&rq->lock);
289                 if (likely(rq == task_rq(p)))
290                         return rq;
291                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
292                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
293         }
294 }
295
296 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
297         __releases(rq->lock)
298 {
299         raw_spin_unlock(&rq->lock);
300 }
301
302 static inline void
303 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
304         __releases(rq->lock)
305         __releases(p->pi_lock)
306 {
307         raw_spin_unlock(&rq->lock);
308         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
309 }
310
311 /*
312  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
313  */
314 static struct rq *this_rq_lock(void)
315         __acquires(rq->lock)
316 {
317         struct rq *rq;
318
319         local_irq_disable();
320         rq = this_rq();
321         raw_spin_lock(&rq->lock);
322
323         return rq;
324 }
325
326 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
327 /*
328  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
329  *
330  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
331  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
332  * reschedule event.
333  *
334  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
335  * rq->lock.
336  */
337
338 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
339 {
340         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
341                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
342 }
343
344 /*
345  * High-resolution timer tick.
346  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
347  */
348 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
349 {
350         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
351
352         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
353
354         raw_spin_lock(&rq->lock);
355         update_rq_clock(rq);
356         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
357         raw_spin_unlock(&rq->lock);
358
359         return HRTIMER_NORESTART;
360 }
361
362 #ifdef CONFIG_SMP
363 /*
364  * called from hardirq (IPI) context
365  */
366 static void __hrtick_start(void *arg)
367 {
368         struct rq *rq = arg;
369
370         raw_spin_lock(&rq->lock);
371         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
372         rq->hrtick_csd_pending = 0;
373         raw_spin_unlock(&rq->lock);
374 }
375
376 /*
377  * Called to set the hrtick timer state.
378  *
379  * called with rq->lock held and irqs disabled
380  */
381 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
382 {
383         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
384         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
385
386         hrtimer_set_expires(timer, time);
387
388         if (rq == this_rq()) {
389                 hrtimer_restart(timer);
390         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
391                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
392                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
393         }
394 }
395
396 static int
397 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
398 {
399         int cpu = (int)(long)hcpu;
400
401         switch (action) {
402         case CPU_UP_CANCELED:
403         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
404         case CPU_DOWN_PREPARE:
405         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
406         case CPU_DEAD:
407         case CPU_DEAD_FROZEN:
408                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
409                 return NOTIFY_OK;
410         }
411
412         return NOTIFY_DONE;
413 }
414
415 static __init void init_hrtick(void)
416 {
417         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
418 }
419 #else
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
428                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
429 }
430
431 static inline void init_hrtick(void)
432 {
433 }
434 #endif /* CONFIG_SMP */
435
436 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
437 {
438 #ifdef CONFIG_SMP
439         rq->hrtick_csd_pending = 0;
440
441         rq->hrtick_csd.flags = 0;
442         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
443         rq->hrtick_csd.info = rq;
444 #endif
445
446         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
447         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
448 }
449 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
450 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
451 {
452 }
453
454 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
455 {
456 }
457
458 static inline void init_hrtick(void)
459 {
460 }
461 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
462
463 /*
464  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
465  *
466  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
467  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
468  * the target CPU.
469  */
470 #ifdef CONFIG_SMP
471
472 #ifndef tsk_is_polling
473 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
474 #endif
475
476 void resched_task(struct task_struct *p)
477 {
478         int cpu;
479
480         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
481
482         if (test_tsk_need_resched(p))
483                 return;
484
485         set_tsk_need_resched(p);
486
487         cpu = task_cpu(p);
488         if (cpu == smp_processor_id())
489                 return;
490
491         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
492         smp_mb();
493         if (!tsk_is_polling(p))
494                 smp_send_reschedule(cpu);
495 }
496
497 void resched_cpu(int cpu)
498 {
499         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
500         unsigned long flags;
501
502         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
503                 return;
504         resched_task(cpu_curr(cpu));
505         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
506 }
507
508 #ifdef CONFIG_NO_HZ
509 /*
510  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
511  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
512  *
513  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
514  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
515  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
516  */
517 int get_nohz_timer_target(void)
518 {
519         int cpu = smp_processor_id();
520         int i;
521         struct sched_domain *sd;
522
523         rcu_read_lock();
524         for_each_domain(cpu, sd) {
525                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
526                         if (!idle_cpu(i)) {
527                                 cpu = i;
528                                 goto unlock;
529                         }
530                 }
531         }
532 unlock:
533         rcu_read_unlock();
534         return cpu;
535 }
536 /*
537  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
538  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
539  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
540  * idle system the next event might even be infinite time into the
541  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
542  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
543  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
544  * wheel for the next timer event.
545  */
546 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
547 {
548         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
549
550         if (cpu == smp_processor_id())
551                 return;
552
553         /*
554          * This is safe, as this function is called with the timer
555          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
556          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
557          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
558          * timer into account automatically.
559          */
560         if (rq->curr != rq->idle)
561                 return;
562
563         /*
564          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
565          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
566          * idle task through an additional NOOP schedule()
567          */
568         set_tsk_need_resched(rq->idle);
569
570         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
571         smp_mb();
572         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
573                 smp_send_reschedule(cpu);
574 }
575
576 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
577 {
578         return idle_cpu(smp_processor_id()) && this_rq()->nohz_balance_kick;
579 }
580
581 #else /* CONFIG_NO_HZ */
582
583 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
584 {
585         return false;
586 }
587
588 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
589
590 void sched_avg_update(struct rq *rq)
591 {
592         s64 period = sched_avg_period();
593
594         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
595                 /*
596                  * Inline assembly required to prevent the compiler
597                  * optimising this loop into a divmod call.
598                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
599                  */
600                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
601                 rq->age_stamp += period;
602                 rq->rt_avg /= 2;
603         }
604 }
605
606 #else /* !CONFIG_SMP */
607 void resched_task(struct task_struct *p)
608 {
609         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
610         set_tsk_need_resched(p);
611 }
612 #endif /* CONFIG_SMP */
613
614 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
615                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
616 /*
617  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
618  * node and @up when leaving it for the final time.
619  *
620  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
621  */
622 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
623                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
624 {
625         struct task_group *parent, *child;
626         int ret;
627
628         parent = from;
629
630 down:
631         ret = (*down)(parent, data);
632         if (ret)
633                 goto out;
634         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
635                 parent = child;
636                 goto down;
637
638 up:
639                 continue;
640         }
641         ret = (*up)(parent, data);
642         if (ret || parent == from)
643                 goto out;
644
645         child = parent;
646         parent = parent->parent;
647         if (parent)
648                 goto up;
649 out:
650         return ret;
651 }
652
653 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
654 {
655         return 0;
656 }
657 #endif
658
659 void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
660
661 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
662 {
663         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
664         struct load_weight *load = &p->se.load;
665
666         /*
667          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
668          */
669         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
670                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
671                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
672                 return;
673         }
674
675         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
676         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
677 }
678
679 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
680 {
681         update_rq_clock(rq);
682         sched_info_queued(p);
683         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
684 }
685
686 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
687 {
688         update_rq_clock(rq);
689         sched_info_dequeued(p);
690         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
691 }
692
693 /*
694  * activate_task - move a task to the runqueue.
695  */
696 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
697 {
698         if (task_contributes_to_load(p))
699                 rq->nr_uninterruptible--;
700
701         enqueue_task(rq, p, flags);
702 }
703
704 /*
705  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
706  */
707 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
708 {
709         if (task_contributes_to_load(p))
710                 rq->nr_uninterruptible++;
711
712         dequeue_task(rq, p, flags);
713 }
714
715 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
716
717 /*
718  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
719  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
720  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
721  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
722  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
723  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
724  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
725  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
726  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
727  */
728 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
729 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
730
731 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
732 static int sched_clock_irqtime;
733
734 void enable_sched_clock_irqtime(void)
735 {
736         sched_clock_irqtime = 1;
737 }
738
739 void disable_sched_clock_irqtime(void)
740 {
741         sched_clock_irqtime = 0;
742 }
743
744 #ifndef CONFIG_64BIT
745 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
746
747 static inline void irq_time_write_begin(void)
748 {
749         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
750         smp_wmb();
751 }
752
753 static inline void irq_time_write_end(void)
754 {
755         smp_wmb();
756         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
757 }
758
759 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
760 {
761         u64 irq_time;
762         unsigned seq;
763
764         do {
765                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
766                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
767                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
768         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
769
770         return irq_time;
771 }
772 #else /* CONFIG_64BIT */
773 static inline void irq_time_write_begin(void)
774 {
775 }
776
777 static inline void irq_time_write_end(void)
778 {
779 }
780
781 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
782 {
783         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
784 }
785 #endif /* CONFIG_64BIT */
786
787 /*
788  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
789  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
790  */
791 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
792 {
793         unsigned long flags;
794         s64 delta;
795         int cpu;
796
797         if (!sched_clock_irqtime)
798                 return;
799
800         local_irq_save(flags);
801
802         cpu = smp_processor_id();
803         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
804         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
805
806         irq_time_write_begin();
807         /*
808          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
809          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
810          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
811          * that do not consume any time, but still wants to run.
812          */
813         if (hardirq_count())
814                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
815         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
816                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
817
818         irq_time_write_end();
819         local_irq_restore(flags);
820 }
821 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
822
823 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
824
825 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
826 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
827 {
828         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
829                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
830
831         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
832 }
833 #endif
834
835 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
836 {
837 /*
838  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
839  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
840  */
841 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
842         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
843 #endif
844 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
845         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
846
847         /*
848          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
849          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
850          * {soft,}irq region.
851          *
852          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
853          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
854          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
855          * monotonic.
856          *
857          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
858          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
859          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
860          * atomic ops.
861          */
862         if (irq_delta > delta)
863                 irq_delta = delta;
864
865         rq->prev_irq_time += irq_delta;
866         delta -= irq_delta;
867 #endif
868 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
869         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
870                 u64 st;
871
872                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
873                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
874
875                 if (unlikely(steal > delta))
876                         steal = delta;
877
878                 st = steal_ticks(steal);
879                 steal = st * TICK_NSEC;
880
881                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
882
883                 delta -= steal;
884         }
885 #endif
886
887         rq->clock_task += delta;
888
889 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
890         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
891                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
892 #endif
893 }
894
895 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
896 static int irqtime_account_hi_update(void)
897 {
898         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
899         unsigned long flags;
900         u64 latest_ns;
901         int ret = 0;
902
903         local_irq_save(flags);
904         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
905         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
906                 ret = 1;
907         local_irq_restore(flags);
908         return ret;
909 }
910
911 static int irqtime_account_si_update(void)
912 {
913         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
914         unsigned long flags;
915         u64 latest_ns;
916         int ret = 0;
917
918         local_irq_save(flags);
919         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
920         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
921                 ret = 1;
922         local_irq_restore(flags);
923         return ret;
924 }
925
926 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
927
928 #define sched_clock_irqtime     (0)
929
930 #endif
931
932 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
933 {
934         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
935         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
936
937         if (stop) {
938                 /*
939                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
940                  * userspace knows about and won't get confused about.
941                  *
942                  * Also, it will make PI more or less work without too
943                  * much confusion -- but then, stop work should not
944                  * rely on PI working anyway.
945                  */
946                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
947
948                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
949         }
950
951         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
952
953         if (old_stop) {
954                 /*
955                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
956                  * it can die in pieces.
957                  */
958                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
959         }
960 }
961
962 /*
963  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
964  */
965 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
966 {
967         return p->static_prio;
968 }
969
970 /*
971  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
972  * without taking RT-inheritance into account. Might be
973  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
974  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
975  * estimator recalculates.
976  */
977 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
978 {
979         int prio;
980
981         if (task_has_rt_policy(p))
982                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
983         else
984                 prio = __normal_prio(p);
985         return prio;
986 }
987
988 /*
989  * Calculate the current priority, i.e. the priority
990  * taken into account by the scheduler. This value might
991  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
992  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
993  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
994  */
995 static int effective_prio(struct task_struct *p)
996 {
997         p->normal_prio = normal_prio(p);
998         /*
999          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1000          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1001          * to the normal priority:
1002          */
1003         if (!rt_prio(p->prio))
1004                 return p->normal_prio;
1005         return p->prio;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1010  * @p: the task in question.
1011  */
1012 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1013 {
1014         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1015 }
1016
1017 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1018                                        const struct sched_class *prev_class,
1019                                        int oldprio)
1020 {
1021         if (prev_class != p->sched_class) {
1022                 if (prev_class->switched_from)
1023                         prev_class->switched_from(rq, p);
1024                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1025         } else if (oldprio != p->prio)
1026                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1027 }
1028
1029 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1030 {
1031         const struct sched_class *class;
1032
1033         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1034                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1035         } else {
1036                 for_each_class(class) {
1037                         if (class == rq->curr->sched_class)
1038                                 break;
1039                         if (class == p->sched_class) {
1040                                 resched_task(rq->curr);
1041                                 break;
1042                         }
1043                 }
1044         }
1045
1046         /*
1047          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1048          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1049          */
1050         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1051                 rq->skip_clock_update = 1;
1052 }
1053
1054 #ifdef CONFIG_SMP
1055 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1056 {
1057 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1058         /*
1059          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1060          * ttwu() will sort out the placement.
1061          */
1062         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1063                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
1064
1065 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1066         /*
1067          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1068          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1069          *
1070          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1071          * see set_task_rq().
1072          *
1073          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1074          * task_rq_lock().
1075          */
1076         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1077                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1078 #endif
1079 #endif
1080
1081         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1082
1083         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1084                 p->se.nr_migrations++;
1085                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1086         }
1087
1088         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1089 }
1090
1091 struct migration_arg {
1092         struct task_struct *task;
1093         int dest_cpu;
1094 };
1095
1096 static int migration_cpu_stop(void *data);
1097
1098 /*
1099  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1100  *
1101  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1102  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1103  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1104  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1105  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1106  * @p has remained unscheduled the whole time.
1107  *
1108  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1109  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1110  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1111  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1112  * waiting to become inactive.
1113  */
1114 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1115 {
1116         unsigned long flags;
1117         int running, on_rq;
1118         unsigned long ncsw;
1119         struct rq *rq;
1120
1121         for (;;) {
1122                 /*
1123                  * We do the initial early heuristics without holding
1124                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1125                  * the runqueue lock when things look like they will
1126                  * work out!
1127                  */
1128                 rq = task_rq(p);
1129
1130                 /*
1131                  * If the task is actively running on another CPU
1132                  * still, just relax and busy-wait without holding
1133                  * any locks.
1134                  *
1135                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1136                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1137                  * But we don't care, since "task_running()" will
1138                  * return false if the runqueue has changed and p
1139                  * is actually now running somewhere else!
1140                  */
1141                 while (task_running(rq, p)) {
1142                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1143                                 return 0;
1144                         cpu_relax();
1145                 }
1146
1147                 /*
1148                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1149                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1150                  * just go back and repeat.
1151                  */
1152                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1153                 trace_sched_wait_task(p);
1154                 running = task_running(rq, p);
1155                 on_rq = p->on_rq;
1156                 ncsw = 0;
1157                 if (!match_state || p->state == match_state)
1158                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1159                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1160
1161                 /*
1162                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1163                  */
1164                 if (unlikely(!ncsw))
1165                         break;
1166
1167                 /*
1168                  * Was it really running after all now that we
1169                  * checked with the proper locks actually held?
1170                  *
1171                  * Oops. Go back and try again..
1172                  */
1173                 if (unlikely(running)) {
1174                         cpu_relax();
1175                         continue;
1176                 }
1177
1178                 /*
1179                  * It's not enough that it's not actively running,
1180                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1181                  * preempted!
1182                  *
1183                  * So if it was still runnable (but just not actively
1184                  * running right now), it's preempted, and we should
1185                  * yield - it could be a while.
1186                  */
1187                 if (unlikely(on_rq)) {
1188                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1189
1190                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1191                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1192                         continue;
1193                 }
1194
1195                 /*
1196                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1197                  * runnable, which means that it will never become
1198                  * running in the future either. We're all done!
1199                  */
1200                 break;
1201         }
1202
1203         return ncsw;
1204 }
1205
1206 /***
1207  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1208  * @p: the to-be-kicked thread
1209  *
1210  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1211  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1212  *
1213  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1214  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1215  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1216  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1217  * achieved as well.
1218  */
1219 void kick_process(struct task_struct *p)
1220 {
1221         int cpu;
1222
1223         preempt_disable();
1224         cpu = task_cpu(p);
1225         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1226                 smp_send_reschedule(cpu);
1227         preempt_enable();
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1230 #endif /* CONFIG_SMP */
1231
1232 #ifdef CONFIG_SMP
1233 /*
1234  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1235  */
1236 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1237 {
1238         int dest_cpu;
1239         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1240
1241         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1242         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
1243                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1244                         return dest_cpu;
1245
1246         /* Any allowed, online CPU? */
1247         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
1248         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
1249                 return dest_cpu;
1250
1251         /* No more Mr. Nice Guy. */
1252         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1253         /*
1254          * Don't tell them about moving exiting tasks or
1255          * kernel threads (both mm NULL), since they never
1256          * leave kernel.
1257          */
1258         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1259                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1260                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1261         }
1262
1263         return dest_cpu;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1268  */
1269 static inline
1270 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1271 {
1272         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1273
1274         /*
1275          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1276          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1277          * cpu.
1278          *
1279          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1280          *
1281          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1282          *   not worry about this generic constraint ]
1283          */
1284         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1285                      !cpu_online(cpu)))
1286                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1287
1288         return cpu;
1289 }
1290
1291 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1292 {
1293         s64 diff = sample - *avg;
1294         *avg += diff >> 3;
1295 }
1296 #endif
1297
1298 static void
1299 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1300 {
1301 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1302         struct rq *rq = this_rq();
1303
1304 #ifdef CONFIG_SMP
1305         int this_cpu = smp_processor_id();
1306
1307         if (cpu == this_cpu) {
1308                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1309                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1310         } else {
1311                 struct sched_domain *sd;
1312
1313                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1314                 rcu_read_lock();
1315                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1316                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1317                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1318                                 break;
1319                         }
1320                 }
1321                 rcu_read_unlock();
1322         }
1323
1324         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1325                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1326
1327 #endif /* CONFIG_SMP */
1328
1329         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1330         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1331
1332         if (wake_flags & WF_SYNC)
1333                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1334
1335 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1336 }
1337
1338 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1339 {
1340         activate_task(rq, p, en_flags);
1341         p->on_rq = 1;
1342
1343         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1344         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1345                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1346 }
1347
1348 /*
1349  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1350  */
1351 static void
1352 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1353 {
1354         trace_sched_wakeup(p, true);
1355         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1356
1357         p->state = TASK_RUNNING;
1358 #ifdef CONFIG_SMP
1359         if (p->sched_class->task_woken)
1360                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1361
1362         if (rq->idle_stamp) {
1363                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1364                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1365
1366                 if (delta > max)
1367                         rq->avg_idle = max;
1368                 else
1369                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1370                 rq->idle_stamp = 0;
1371         }
1372 #endif
1373 }
1374
1375 static void
1376 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1377 {
1378 #ifdef CONFIG_SMP
1379         if (p->sched_contributes_to_load)
1380                 rq->nr_uninterruptible--;
1381 #endif
1382
1383         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1384         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1389  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1390  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1391  * the task is still ->on_rq.
1392  */
1393 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1394 {
1395         struct rq *rq;
1396         int ret = 0;
1397
1398         rq = __task_rq_lock(p);
1399         if (p->on_rq) {
1400                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1401                 ret = 1;
1402         }
1403         __task_rq_unlock(rq);
1404
1405         return ret;
1406 }
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static void sched_ttwu_pending(void)
1410 {
1411         struct rq *rq = this_rq();
1412         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1413         struct task_struct *p;
1414
1415         raw_spin_lock(&rq->lock);
1416
1417         while (llist) {
1418                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1419                 llist = llist_next(llist);
1420                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1421         }
1422
1423         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1424 }
1425
1426 void scheduler_ipi(void)
1427 {
1428         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1429                 return;
1430
1431         /*
1432          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1433          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1434          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1435          * we do call them.
1436          *
1437          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1438          * properly.
1439          *
1440          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1441          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1442          * somewhat pessimize the simple resched case.
1443          */
1444         irq_enter();
1445         sched_ttwu_pending();
1446
1447         /*
1448          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1449          */
1450         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1451                 this_rq()->idle_balance = 1;
1452                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1453         }
1454         irq_exit();
1455 }
1456
1457 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1458 {
1459         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1460                 smp_send_reschedule(cpu);
1461 }
1462
1463 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1464 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1465 {
1466         struct rq *rq;
1467         int ret = 0;
1468
1469         rq = __task_rq_lock(p);
1470         if (p->on_cpu) {
1471                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1472                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1473                 ret = 1;
1474         }
1475         __task_rq_unlock(rq);
1476
1477         return ret;
1478
1479 }
1480 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1481 #endif /* CONFIG_SMP */
1482
1483 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1484 {
1485         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1486
1487 #if defined(CONFIG_SMP)
1488         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
1489                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1490                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1491                 return;
1492         }
1493 #endif
1494
1495         raw_spin_lock(&rq->lock);
1496         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1497         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1498 }
1499
1500 /**
1501  * try_to_wake_up - wake up a thread
1502  * @p: the thread to be awakened
1503  * @state: the mask of task states that can be woken
1504  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1505  *
1506  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1507  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1508  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1509  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1510  * runnable without the overhead of this.
1511  *
1512  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1513  * or @state didn't match @p's state.
1514  */
1515 static int
1516 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1517 {
1518         unsigned long flags;
1519         int cpu, success = 0;
1520
1521         smp_wmb();
1522         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1523         if (!(p->state & state))
1524                 goto out;
1525
1526         success = 1; /* we're going to change ->state */
1527         cpu = task_cpu(p);
1528
1529         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1530                 goto stat;
1531
1532 #ifdef CONFIG_SMP
1533         /*
1534          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1535          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1536          */
1537         while (p->on_cpu) {
1538 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1539                 /*
1540                  * In case the architecture enables interrupts in
1541                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
1542                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
1543                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
1544                  * remote wakeup.
1545                  */
1546                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
1547                         goto stat;
1548 #else
1549                 cpu_relax();
1550 #endif
1551         }
1552         /*
1553          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1554          */
1555         smp_rmb();
1556
1557         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1558         p->state = TASK_WAKING;
1559
1560         if (p->sched_class->task_waking)
1561                 p->sched_class->task_waking(p);
1562
1563         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1564         if (task_cpu(p) != cpu) {
1565                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1566                 set_task_cpu(p, cpu);
1567         }
1568 #endif /* CONFIG_SMP */
1569
1570         ttwu_queue(p, cpu);
1571 stat:
1572         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1573 out:
1574         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1575
1576         return success;
1577 }
1578
1579 /**
1580  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1581  * @p: the thread to be awakened
1582  *
1583  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1584  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1585  * the current task.
1586  */
1587 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1588 {
1589         struct rq *rq = task_rq(p);
1590
1591         BUG_ON(rq != this_rq());
1592         BUG_ON(p == current);
1593         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1594
1595         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1596                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1597                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1598                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1599         }
1600
1601         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1602                 goto out;
1603
1604         if (!p->on_rq)
1605                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1606
1607         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1608         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1609 out:
1610         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1611 }
1612
1613 /**
1614  * wake_up_process - Wake up a specific process
1615  * @p: The process to be woken up.
1616  *
1617  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1618  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1619  * running.
1620  *
1621  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1622  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1623  */
1624 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1625 {
1626         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1627 }
1628 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1629
1630 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1631 {
1632         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1637  * p is forked by current.
1638  *
1639  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1640  */
1641 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1642 {
1643         p->on_rq                        = 0;
1644
1645         p->se.on_rq                     = 0;
1646         p->se.exec_start                = 0;
1647         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1648         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1649         p->se.nr_migrations             = 0;
1650         p->se.vruntime                  = 0;
1651         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1652
1653 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1654         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1655 #endif
1656
1657         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1658
1659 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1660         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1661 #endif
1662 }
1663
1664 /*
1665  * fork()/clone()-time setup:
1666  */
1667 void sched_fork(struct task_struct *p)
1668 {
1669         unsigned long flags;
1670         int cpu = get_cpu();
1671
1672         __sched_fork(p);
1673         /*
1674          * We mark the process as running here. This guarantees that
1675          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1676          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1677          */
1678         p->state = TASK_RUNNING;
1679
1680         /*
1681          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1682          */
1683         p->prio = current->normal_prio;
1684
1685         /*
1686          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1687          */
1688         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1689                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1690                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1691                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1692                         p->rt_priority = 0;
1693                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1694                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1695
1696                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1697                 set_load_weight(p);
1698
1699                 /*
1700                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1701                  * fulfilled its duty:
1702                  */
1703                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1704         }
1705
1706         if (!rt_prio(p->prio))
1707                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1708
1709         if (p->sched_class->task_fork)
1710                 p->sched_class->task_fork(p);
1711
1712         /*
1713          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1714          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1715          * is ran before sched_fork().
1716          *
1717          * Silence PROVE_RCU.
1718          */
1719         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1720         set_task_cpu(p, cpu);
1721         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1722
1723 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1724         if (likely(sched_info_on()))
1725                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1726 #endif
1727 #if defined(CONFIG_SMP)
1728         p->on_cpu = 0;
1729 #endif
1730 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1731         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1732         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1733 #endif
1734 #ifdef CONFIG_SMP
1735         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1736 #endif
1737
1738         put_cpu();
1739 }
1740
1741 /*
1742  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1743  *
1744  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1745  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1746  * on the runqueue and wakes it.
1747  */
1748 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1749 {
1750         unsigned long flags;
1751         struct rq *rq;
1752
1753         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1754 #ifdef CONFIG_SMP
1755         /*
1756          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1757          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1758          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1759          */
1760         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1761 #endif
1762
1763         rq = __task_rq_lock(p);
1764         activate_task(rq, p, 0);
1765         p->on_rq = 1;
1766         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1767         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1768 #ifdef CONFIG_SMP
1769         if (p->sched_class->task_woken)
1770                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1771 #endif
1772         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1773 }
1774
1775 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1776
1777 /**
1778  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1779  * @notifier: notifier struct to register
1780  */
1781 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1782 {
1783         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1784 }
1785 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1786
1787 /**
1788  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1789  * @notifier: notifier struct to unregister
1790  *
1791  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1792  */
1793 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1794 {
1795         hlist_del(&notifier->link);
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1798
1799 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1800 {
1801         struct preempt_notifier *notifier;
1802         struct hlist_node *node;
1803
1804         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1805                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1806 }
1807
1808 static void
1809 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1810                                  struct task_struct *next)
1811 {
1812         struct preempt_notifier *notifier;
1813         struct hlist_node *node;
1814
1815         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1816                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1817 }
1818
1819 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1820
1821 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1822 {
1823 }
1824
1825 static void
1826 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1827                                  struct task_struct *next)
1828 {
1829 }
1830
1831 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1832
1833 /**
1834  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1835  * @rq: the runqueue preparing to switch
1836  * @prev: the current task that is being switched out
1837  * @next: the task we are going to switch to.
1838  *
1839  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1840  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1841  * switch.
1842  *
1843  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1844  * hooks.
1845  */
1846 static inline void
1847 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1848                     struct task_struct *next)
1849 {
1850         sched_info_switch(prev, next);
1851         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1852         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1853         prepare_lock_switch(rq, next);
1854         prepare_arch_switch(next);
1855         trace_sched_switch(prev, next);
1856 }
1857
1858 /**
1859  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1860  * @rq: runqueue associated with task-switch
1861  * @prev: the thread we just switched away from.
1862  *
1863  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1864  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1865  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1866  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1867  *
1868  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1869  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1870  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1871  * details.)
1872  */
1873 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1874         __releases(rq->lock)
1875 {
1876         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1877         long prev_state;
1878
1879         rq->prev_mm = NULL;
1880
1881         /*
1882          * A task struct has one reference for the use as "current".
1883          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1884          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1885          * the scheduled task must drop that reference.
1886          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1887          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1888          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1889          * be dropped twice.
1890          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1891          */
1892         prev_state = prev->state;
1893         finish_arch_switch(prev);
1894 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1895         local_irq_disable();
1896 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1897         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1898 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1899         local_irq_enable();
1900 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1901         finish_lock_switch(rq, prev);
1902
1903         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1904         if (mm)
1905                 mmdrop(mm);
1906         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1907                 /*
1908                  * Remove function-return probe instances associated with this
1909                  * task and put them back on the free list.
1910                  */
1911                 kprobe_flush_task(prev);
1912                 put_task_struct(prev);
1913         }
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_SMP
1917
1918 /* assumes rq->lock is held */
1919 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1920 {
1921         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1922                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1923 }
1924
1925 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1926 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1927 {
1928         if (rq->post_schedule) {
1929                 unsigned long flags;
1930
1931                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1932                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1933                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1934                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1935
1936                 rq->post_schedule = 0;
1937         }
1938 }
1939
1940 #else
1941
1942 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1943 {
1944 }
1945
1946 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1947 {
1948 }
1949
1950 #endif
1951
1952 /**
1953  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1954  * @prev: the thread we just switched away from.
1955  */
1956 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1957         __releases(rq->lock)
1958 {
1959         struct rq *rq = this_rq();
1960
1961         finish_task_switch(rq, prev);
1962
1963         /*
1964          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1965          * task_switch?
1966          */
1967         post_schedule(rq);
1968
1969 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1970         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1971         preempt_enable();
1972 #endif
1973         if (current->set_child_tid)
1974                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1975 }
1976
1977 /*
1978  * context_switch - switch to the new MM and the new
1979  * thread's register state.
1980  */
1981 static inline void
1982 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1983                struct task_struct *next)
1984 {
1985         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1986
1987         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1988
1989         mm = next->mm;
1990         oldmm = prev->active_mm;
1991         /*
1992          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1993          * combine the page table reload and the switch backend into
1994          * one hypercall.
1995          */
1996         arch_start_context_switch(prev);
1997
1998         if (!mm) {
1999                 next->active_mm = oldmm;
2000                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2001                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2002         } else
2003                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2004
2005         if (!prev->mm) {
2006                 prev->active_mm = NULL;
2007                 rq->prev_mm = oldmm;
2008         }
2009         /*
2010          * Since the runqueue lock will be released by the next
2011          * task (which is an invalid locking op but in the case
2012          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2013          * do an early lockdep release here:
2014          */
2015 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2016         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2017 #endif
2018
2019         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2020         switch_to(prev, next, prev);
2021
2022         barrier();
2023         /*
2024          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2025          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2026          * frame will be invalid.
2027          */
2028         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2033  *
2034  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2035  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2036  * number of context switches performed since bootup.
2037  */
2038 unsigned long nr_running(void)
2039 {
2040         unsigned long i, sum = 0;
2041
2042         for_each_online_cpu(i)
2043                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2044
2045         return sum;
2046 }
2047
2048 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2049 {
2050         unsigned long i, sum = 0;
2051
2052         for_each_possible_cpu(i)
2053                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2054
2055         /*
2056          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2057          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2058          */
2059         if (unlikely((long)sum < 0))
2060                 sum = 0;
2061
2062         return sum;
2063 }
2064
2065 unsigned long long nr_context_switches(void)
2066 {
2067         int i;
2068         unsigned long long sum = 0;
2069
2070         for_each_possible_cpu(i)
2071                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2072
2073         return sum;
2074 }
2075
2076 unsigned long nr_iowait(void)
2077 {
2078         unsigned long i, sum = 0;
2079
2080         for_each_possible_cpu(i)
2081                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2082
2083         return sum;
2084 }
2085
2086 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2087 {
2088         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2089         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2090 }
2091
2092 unsigned long this_cpu_load(void)
2093 {
2094         struct rq *this = this_rq();
2095         return this->cpu_load[0];
2096 }
2097
2098
2099 /* Variables and functions for calc_load */
2100 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2101 static unsigned long calc_load_update;
2102 unsigned long avenrun[3];
2103 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2104
2105 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2106 {
2107         long nr_active, delta = 0;
2108
2109         nr_active = this_rq->nr_running;
2110         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2111
2112         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2113                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2114                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2115         }
2116
2117         return delta;
2118 }
2119
2120 static unsigned long
2121 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2122 {
2123         load *= exp;
2124         load += active * (FIXED_1 - exp);
2125         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2126         return load >> FSHIFT;
2127 }
2128
2129 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2130 /*
2131  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
2132  *
2133  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2134  */
2135 static atomic_long_t calc_load_tasks_idle;
2136
2137 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2138 {
2139         long delta;
2140
2141         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2142         if (delta)
2143                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks_idle);
2144 }
2145
2146 static long calc_load_fold_idle(void)
2147 {
2148         long delta = 0;
2149
2150         /*
2151          * Its got a race, we don't care...
2152          */
2153         if (atomic_long_read(&calc_load_tasks_idle))
2154                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_tasks_idle, 0);
2155
2156         return delta;
2157 }
2158
2159 /**
2160  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2161  *
2162  * @x:         base of the power
2163  * @frac_bits: fractional bits of @x
2164  * @n:         power to raise @x to.
2165  *
2166  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2167  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2168  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2169  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2170  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2171  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2172  * vector.
2173  */
2174 static unsigned long
2175 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2176 {
2177         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2178
2179         if (n) for (;;) {
2180                 if (n & 1) {
2181                         result *= x;
2182                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2183                         result >>= frac_bits;
2184                 }
2185                 n >>= 1;
2186                 if (!n)
2187                         break;
2188                 x *= x;
2189                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2190                 x >>= frac_bits;
2191         }
2192
2193         return result;
2194 }
2195
2196 /*
2197  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2198  *
2199  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2200  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2201  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2202  *
2203  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2204  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2205  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2206  *
2207  *  ...
2208  *
2209  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2210  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2211  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2212  *
2213  * [1] application of the geometric series:
2214  *
2215  *              n         1 - x^(n+1)
2216  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2217  *             i=0          1 - x
2218  */
2219 static unsigned long
2220 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2221             unsigned long active, unsigned int n)
2222 {
2223
2224         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2225 }
2226
2227 /*
2228  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2229  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2230  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2231  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2232  *
2233  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2234  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2235  */
2236 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
2237 {
2238         long delta, active, n;
2239
2240         if (time_before(jiffies, calc_load_update))
2241                 return;
2242
2243         /*
2244          * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
2245          * any pending idle changes, the respective CPUs might have
2246          * missed the tick driven calc_load_account_active() update
2247          * due to NO_HZ.
2248          */
2249         delta = calc_load_fold_idle();
2250         if (delta)
2251                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2252
2253         /*
2254          * If we were idle for multiple load cycles, apply them.
2255          */
2256         if (ticks >= LOAD_FREQ) {
2257                 n = ticks / LOAD_FREQ;
2258
2259                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2260                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2261
2262                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2263                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2264                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2265
2266                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2267         }
2268
2269         /*
2270          * Its possible the remainder of the above division also crosses
2271          * a LOAD_FREQ period, the regular check in calc_global_load()
2272          * which comes after this will take care of that.
2273          *
2274          * Consider us being 11 ticks before a cycle completion, and us
2275          * sleeping for 4*LOAD_FREQ + 22 ticks, then the above code will
2276          * age us 4 cycles, and the test in calc_global_load() will
2277          * pick up the final one.
2278          */
2279 }
2280 #else
2281 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2282 {
2283 }
2284
2285 static inline long calc_load_fold_idle(void)
2286 {
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
2291 {
2292 }
2293 #endif
2294
2295 /**
2296  * get_avenrun - get the load average array
2297  * @loads:      pointer to dest load array
2298  * @offset:     offset to add
2299  * @shift:      shift count to shift the result left
2300  *
2301  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2302  */
2303 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2304 {
2305         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2306         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2307         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2312  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2313  */
2314 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2315 {
2316         long active;
2317
2318         calc_global_nohz(ticks);
2319
2320         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2321                 return;
2322
2323         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2324         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2325
2326         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2327         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2328         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2329
2330         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2335  * active count.
2336  */
2337 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2338 {
2339         long delta;
2340
2341         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2342                 return;
2343
2344         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2345         delta += calc_load_fold_idle();
2346         if (delta)
2347                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2348
2349         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2354  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2355  *
2356  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2357  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2358  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2359  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2360  *
2361  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2362  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2363  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2364  *
2365  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2366  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2367  * particular idx is approximated to be zero.
2368  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2369  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2370  * based on 128 point scale.
2371  * Example:
2372  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2373  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2374  *
2375  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2376  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2377  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2378  */
2379 #define DEGRADE_SHIFT           7
2380 static const unsigned char
2381                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2382 static const unsigned char
2383                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2384                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2385                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2386                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2387                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2388                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2389
2390 /*
2391  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2392  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2393  * adding any new load.
2394  */
2395 static unsigned long
2396 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2397 {
2398         int j = 0;
2399
2400         if (!missed_updates)
2401                 return load;
2402
2403         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2404                 return 0;
2405
2406         if (idx == 1)
2407                 return load >> missed_updates;
2408
2409         while (missed_updates) {
2410                 if (missed_updates % 2)
2411                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2412
2413                 missed_updates >>= 1;
2414                 j++;
2415         }
2416         return load;
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2421  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2422  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2423  */
2424 void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2425 {
2426         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2427         unsigned long curr_jiffies = jiffies;
2428         unsigned long pending_updates;
2429         int i, scale;
2430
2431         this_rq->nr_load_updates++;
2432
2433         /* Avoid repeated calls on same jiffy, when moving in and out of idle */
2434         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2435                 return;
2436
2437         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2438         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2439
2440         /* Update our load: */
2441         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2442         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2443                 unsigned long old_load, new_load;
2444
2445                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2446
2447                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2448                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2449                 new_load = this_load;
2450                 /*
2451                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2452                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2453                  * example.
2454                  */
2455                 if (new_load > old_load)
2456                         new_load += scale - 1;
2457
2458                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2459         }
2460
2461         sched_avg_update(this_rq);
2462 }
2463
2464 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2465 {
2466         update_cpu_load(this_rq);
2467
2468         calc_load_account_active(this_rq);
2469 }
2470
2471 #ifdef CONFIG_SMP
2472
2473 /*
2474  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2475  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2476  */
2477 void sched_exec(void)
2478 {
2479         struct task_struct *p = current;
2480         unsigned long flags;
2481         int dest_cpu;
2482
2483         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2484         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2485         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2486                 goto unlock;
2487
2488         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2489                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2490
2491                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2492                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2493                 return;
2494         }
2495 unlock:
2496         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2497 }
2498
2499 #endif
2500
2501 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2502
2503 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2504
2505 /*
2506  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2507  * @p in case that task is currently running.
2508  *
2509  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2510  */
2511 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2512 {
2513         u64 ns = 0;
2514
2515         if (task_current(rq, p)) {
2516                 update_rq_clock(rq);
2517                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2518                 if ((s64)ns < 0)
2519                         ns = 0;
2520         }
2521
2522         return ns;
2523 }
2524
2525 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2526 {
2527         unsigned long flags;
2528         struct rq *rq;
2529         u64 ns = 0;
2530
2531         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2532         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2533         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2534
2535         return ns;
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Return accounted runtime for the task.
2540  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2541  * pending runtime that have not been accounted yet.
2542  */
2543 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2544 {
2545         unsigned long flags;
2546         struct rq *rq;
2547         u64 ns = 0;
2548
2549         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2550         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2551         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2552
2553         return ns;
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Account user cpu time to a process.
2558  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2559  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
2560  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2561  */
2562 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2563                        cputime_t cputime_scaled)
2564 {
2565         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2566         cputime64_t tmp;
2567
2568         /* Add user time to process. */
2569         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2570         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2571         account_group_user_time(p, cputime);
2572
2573         /* Add user time to cpustat. */
2574         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2575         if (TASK_NICE(p) > 0)
2576                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
2577         else
2578                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
2579
2580         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
2581         /* Account for user time used */
2582         acct_update_integrals(p);
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Account guest cpu time to a process.
2587  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2588  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
2589  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2590  */
2591 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2592                                cputime_t cputime_scaled)
2593 {
2594         cputime64_t tmp;
2595         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2596
2597         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2598
2599         /* Add guest time to process. */
2600         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2601         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2602         account_group_user_time(p, cputime);
2603         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
2604
2605         /* Add guest time to cpustat. */
2606         if (TASK_NICE(p) > 0) {
2607                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
2608                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
2609         } else {
2610                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
2611                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
2612         }
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
2617  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2618  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2619  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2620  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
2621  */
2622 static inline
2623 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2624                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
2625 {
2626         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2627
2628         /* Add system time to process. */
2629         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
2630         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
2631         account_group_system_time(p, cputime);
2632
2633         /* Add system time to cpustat. */
2634         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
2635         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
2636
2637         /* Account for system time used */
2638         acct_update_integrals(p);
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Account system cpu time to a process.
2643  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2644  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
2645  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2646  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2647  */
2648 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
2649                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
2650 {
2651         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2652         cputime64_t *target_cputime64;
2653
2654         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
2655                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
2656                 return;
2657         }
2658
2659         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
2660                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
2661         else if (in_serving_softirq())
2662                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
2663         else
2664                 target_cputime64 = &cpustat->system;
2665
2666         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Account for involuntary wait time.
2671  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
2672  */
2673 void account_steal_time(cputime_t cputime)
2674 {
2675         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2676         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2677
2678         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Account for idle time.
2683  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2684  */
2685 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2686 {
2687         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2688         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2689         struct rq *rq = this_rq();
2690
2691         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2692                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
2693         else
2694                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
2695 }
2696
2697 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
2698 {
2699 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2700         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
2701                 u64 steal, st = 0;
2702
2703                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
2704                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
2705
2706                 st = steal_ticks(steal);
2707                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
2708
2709                 account_steal_time(st);
2710                 return st;
2711         }
2712 #endif
2713         return false;
2714 }
2715
2716 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2717
2718 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2719 /*
2720  * Account a tick to a process and cpustat
2721  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2722  * @user_tick: is the tick from userspace
2723  * @rq: the pointer to rq
2724  *
2725  * Tick demultiplexing follows the order
2726  * - pending hardirq update
2727  * - pending softirq update
2728  * - user_time
2729  * - idle_time
2730  * - system time
2731  *   - check for guest_time
2732  *   - else account as system_time
2733  *
2734  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
2735  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
2736  * opportunity to update it solely in system time.
2737  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
2738  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
2739  */
2740 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2741                                                 struct rq *rq)
2742 {
2743         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2744         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
2745         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2746
2747         if (steal_account_process_tick())
2748                 return;
2749
2750         if (irqtime_account_hi_update()) {
2751                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
2752         } else if (irqtime_account_si_update()) {
2753                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
2754         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
2755                 /*
2756                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
2757                  * So, we have to handle it separately here.
2758                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
2759                  */
2760                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2761                                         &cpustat->softirq);
2762         } else if (user_tick) {
2763                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2764         } else if (p == rq->idle) {
2765                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2766         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
2767                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2768         } else {
2769                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2770                                         &cpustat->system);
2771         }
2772 }
2773
2774 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
2775 {
2776         int i;
2777         struct rq *rq = this_rq();
2778
2779         for (i = 0; i < ticks; i++)
2780                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
2781 }
2782 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2783 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
2784 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2785                                                 struct rq *rq) {}
2786 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2787
2788 /*
2789  * Account a single tick of cpu time.
2790  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2791  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
2792  */
2793 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
2794 {
2795         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2796         struct rq *rq = this_rq();
2797
2798         if (sched_clock_irqtime) {
2799                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
2800                 return;
2801         }
2802
2803         if (steal_account_process_tick())
2804                 return;
2805
2806         if (user_tick)
2807                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2808         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
2809                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
2810                                     one_jiffy_scaled);
2811         else
2812                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * Account multiple ticks of steal time.
2817  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
2818  * @ticks: number of stolen ticks
2819  */
2820 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
2821 {
2822         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Account multiple ticks of idle time.
2827  * @ticks: number of stolen ticks
2828  */
2829 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
2830 {
2831
2832         if (sched_clock_irqtime) {
2833                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
2834                 return;
2835         }
2836
2837         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2838 }
2839
2840 #endif
2841
2842 /*
2843  * Use precise platform statistics if available:
2844  */
2845 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2846 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2847 {
2848         *ut = p->utime;
2849         *st = p->stime;
2850 }
2851
2852 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2853 {
2854         struct task_cputime cputime;
2855
2856         thread_group_cputime(p, &cputime);
2857
2858         *ut = cputime.utime;
2859         *st = cputime.stime;
2860 }
2861 #else
2862
2863 #ifndef nsecs_to_cputime
2864 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
2865 #endif
2866
2867 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2868 {
2869         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
2870
2871         /*
2872          * Use CFS's precise accounting:
2873          */
2874         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
2875
2876         if (total) {
2877                 u64 temp = rtime;
2878
2879                 temp *= utime;
2880                 do_div(temp, total);
2881                 utime = (cputime_t)temp;
2882         } else
2883                 utime = rtime;
2884
2885         /*
2886          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
2887          */
2888         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
2889         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
2890
2891         *ut = p->prev_utime;
2892         *st = p->prev_stime;
2893 }
2894
2895 /*
2896  * Must be called with siglock held.
2897  */
2898 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2899 {
2900         struct signal_struct *sig = p->signal;
2901         struct task_cputime cputime;
2902         cputime_t rtime, utime, total;
2903
2904         thread_group_cputime(p, &cputime);
2905
2906         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
2907         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
2908
2909         if (total) {
2910                 u64 temp = rtime;
2911
2912                 temp *= cputime.utime;
2913                 do_div(temp, total);
2914                 utime = (cputime_t)temp;
2915         } else
2916                 utime = rtime;
2917
2918         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
2919         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
2920                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
2921
2922         *ut = sig->prev_utime;
2923         *st = sig->prev_stime;
2924 }
2925 #endif
2926
2927 /*
2928  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2929  * We call it with interrupts disabled.
2930  */
2931 void scheduler_tick(void)
2932 {
2933         int cpu = smp_processor_id();
2934         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2935         struct task_struct *curr = rq->curr;
2936
2937         sched_clock_tick();
2938
2939         raw_spin_lock(&rq->lock);
2940         update_rq_clock(rq);
2941         update_cpu_load_active(rq);
2942         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2943         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2944
2945         perf_event_task_tick();
2946
2947 #ifdef CONFIG_SMP
2948         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2949         trigger_load_balance(rq, cpu);
2950 #endif
2951 }
2952
2953 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2954 {
2955         if (in_lock_functions(addr)) {
2956                 addr = CALLER_ADDR2;
2957                 if (in_lock_functions(addr))
2958                         addr = CALLER_ADDR3;
2959         }
2960         return addr;
2961 }
2962
2963 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2964                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2965
2966 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2967 {
2968 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2969         /*
2970          * Underflow?
2971          */
2972         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2973                 return;
2974 #endif
2975         preempt_count() += val;
2976 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2977         /*
2978          * Spinlock count overflowing soon?
2979          */
2980         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2981                                 PREEMPT_MASK - 10);
2982 #endif
2983         if (preempt_count() == val)
2984                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2985 }
2986 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2987
2988 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2989 {
2990 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2991         /*
2992          * Underflow?
2993          */
2994         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2995                 return;
2996         /*
2997          * Is the spinlock portion underflowing?
2998          */
2999         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3000                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3001                 return;
3002 #endif
3003
3004         if (preempt_count() == val)
3005                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3006         preempt_count() -= val;
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3009
3010 #endif
3011
3012 /*
3013  * Print scheduling while atomic bug:
3014  */
3015 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3016 {
3017         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3018
3019         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3020                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3021
3022         debug_show_held_locks(prev);
3023         print_modules();
3024         if (irqs_disabled())
3025                 print_irqtrace_events(prev);
3026
3027         if (regs)
3028                 show_regs(regs);
3029         else
3030                 dump_stack();
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3035  */
3036 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3037 {
3038         /*
3039          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3040          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3041          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3042          */
3043         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
3044                 __schedule_bug(prev);
3045         rcu_sleep_check();
3046
3047         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3048
3049         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3050 }
3051
3052 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3053 {
3054         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
3055                 update_rq_clock(rq);
3056         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3057 }
3058
3059 /*
3060  * Pick up the highest-prio task:
3061  */
3062 static inline struct task_struct *
3063 pick_next_task(struct rq *rq)
3064 {
3065         const struct sched_class *class;
3066         struct task_struct *p;
3067
3068         /*
3069          * Optimization: we know that if all tasks are in
3070          * the fair class we can call that function directly:
3071          */
3072         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3073                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3074                 if (likely(p))
3075                         return p;
3076         }
3077
3078         for_each_class(class) {
3079                 p = class->pick_next_task(rq);
3080                 if (p)
3081                         return p;
3082         }
3083
3084         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3085 }
3086
3087 /*
3088  * __schedule() is the main scheduler function.
3089  */
3090 static void __sched __schedule(void)
3091 {
3092         struct task_struct *prev, *next;
3093         unsigned long *switch_count;
3094         struct rq *rq;
3095         int cpu;
3096
3097 need_resched:
3098         preempt_disable();
3099         cpu = smp_processor_id();
3100         rq = cpu_rq(cpu);
3101         rcu_note_context_switch(cpu);
3102         prev = rq->curr;
3103
3104         schedule_debug(prev);
3105
3106         if (sched_feat(HRTICK))
3107                 hrtick_clear(rq);
3108
3109         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3110
3111         switch_count = &prev->nivcsw;
3112         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3113                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3114                         prev->state = TASK_RUNNING;
3115                 } else {
3116                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3117                         prev->on_rq = 0;
3118
3119                         /*
3120                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3121                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3122                          * concurrency.
3123                          */
3124                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3125                                 struct task_struct *to_wakeup;
3126
3127                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3128                                 if (to_wakeup)
3129                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3130                         }
3131                 }
3132                 switch_count = &prev->nvcsw;
3133         }
3134
3135         pre_schedule(rq, prev);
3136
3137         if (unlikely(!rq->nr_running))
3138                 idle_balance(cpu, rq);
3139
3140         put_prev_task(rq, prev);
3141         next = pick_next_task(rq);
3142         clear_tsk_need_resched(prev);
3143         rq->skip_clock_update = 0;
3144
3145         if (likely(prev != next)) {
3146                 rq->nr_switches++;
3147                 rq->curr = next;
3148                 ++*switch_count;
3149
3150                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3151                 /*
3152                  * The context switch have flipped the stack from under us
3153                  * and restored the local variables which were saved when
3154                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3155                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3156                  */
3157                 cpu = smp_processor_id();
3158                 rq = cpu_rq(cpu);
3159         } else
3160                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3161
3162         post_schedule(rq);
3163
3164         preempt_enable_no_resched();
3165         if (need_resched())
3166                 goto need_resched;
3167 }
3168
3169 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3170 {
3171         if (!tsk->state)
3172                 return;
3173         /*
3174          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3175          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3176          */
3177         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3178                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3179 }
3180
3181 asmlinkage void __sched schedule(void)
3182 {
3183         struct task_struct *tsk = current;
3184
3185         sched_submit_work(tsk);
3186         __schedule();
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3189
3190 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3191
3192 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3193 {
3194         if (lock->owner != owner)
3195                 return false;
3196
3197         /*
3198          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3199          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3200          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3201          * ensures the memory stays valid.
3202          */
3203         barrier();
3204
3205         return owner->on_cpu;
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3210  * access and not reliable.
3211  */
3212 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3213 {
3214         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3215                 return 0;
3216
3217         rcu_read_lock();
3218         while (owner_running(lock, owner)) {
3219                 if (need_resched())
3220                         break;
3221
3222                 arch_mutex_cpu_relax();
3223         }
3224         rcu_read_unlock();
3225
3226         /*
3227          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3228          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3229          * success only when lock->owner is NULL.
3230          */
3231         return lock->owner == NULL;
3232 }
3233 #endif
3234
3235 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3236 /*
3237  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3238  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3239  * occur there and call schedule directly.
3240  */
3241 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3242 {
3243         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3244
3245         /*
3246          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3247          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3248          */
3249         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3250                 return;
3251
3252         do {
3253                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3254                 __schedule();
3255                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3256
3257                 /*
3258                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3259                  * between schedule and now.
3260                  */
3261                 barrier();
3262         } while (need_resched());
3263 }
3264 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3265
3266 /*
3267  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3268  * off of irq context.
3269  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3270  * protect us against recursive calling from irq.
3271  */
3272 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3273 {
3274         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3275
3276         /* Catch callers which need to be fixed */
3277         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3278
3279         do {
3280                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3281                 local_irq_enable();
3282                 __schedule();
3283                 local_irq_disable();
3284                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3285
3286                 /*
3287                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3288                  * between schedule and now.
3289                  */
3290                 barrier();
3291         } while (need_resched());
3292 }
3293
3294 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3295
3296 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3297                           void *key)
3298 {
3299         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3302
3303 /*
3304  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3305  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3306  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3307  *
3308  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3309  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3310  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3311  */
3312 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3313                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3314 {
3315         wait_queue_t *curr, *next;
3316
3317         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3318                 unsigned flags = curr->flags;
3319
3320                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3321                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3322                         break;
3323         }
3324 }
3325
3326 /**
3327  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3328  * @q: the waitqueue
3329  * @mode: which threads
3330  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3331  * @key: is directly passed to the wakeup function
3332  *
3333  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3334  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3335  */
3336 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3337                         int nr_exclusive, void *key)
3338 {
3339         unsigned long flags;
3340
3341         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3342         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3343         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3346
3347 /*
3348  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3349  */
3350 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
3351 {
3352         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3355
3356 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3357 {
3358         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3359 }
3360 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3361
3362 /**
3363  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3364  * @q: the waitqueue
3365  * @mode: which threads
3366  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3367  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3368  *
3369  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3370  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3371  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3372  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3373  *
3374  * On UP it can prevent extra preemption.
3375  *
3376  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3377  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3378  */
3379 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3380                         int nr_exclusive, void *key)
3381 {
3382         unsigned long flags;
3383         int wake_flags = WF_SYNC;
3384
3385         if (unlikely(!q))
3386                 return;
3387
3388         if (unlikely(!nr_exclusive))
3389                 wake_flags = 0;
3390
3391         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3392         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3393         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3394 }
3395 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3396
3397 /*
3398  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3399  */
3400 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3401 {
3402         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3405
3406 /**
3407  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3408  * @x:  holds the state of this particular completion
3409  *
3410  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3411  * awakened in the same order in which they were queued.
3412  *
3413  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3414  *
3415  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3416  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3417  */
3418 void complete(struct completion *x)
3419 {
3420         unsigned long flags;
3421
3422         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3423         x->done++;
3424         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3425         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(complete);
3428
3429 /**
3430  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3431  * @x:  holds the state of this particular completion
3432  *
3433  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3434  *
3435  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3436  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3437  */
3438 void complete_all(struct completion *x)
3439 {
3440         unsigned long flags;
3441
3442         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3443         x->done += UINT_MAX/2;
3444         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3445         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3448
3449 static inline long __sched
3450 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3451 {
3452         if (!x->done) {
3453                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3454
3455                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3456                 do {
3457                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3458                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3459                                 break;
3460                         }
3461                         __set_current_state(state);
3462                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3463                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3464                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3465                 } while (!x->done && timeout);
3466                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3467                 if (!x->done)
3468                         return timeout;
3469         }
3470         x->done--;
3471         return timeout ?: 1;
3472 }
3473
3474 static long __sched
3475 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3476 {
3477         might_sleep();
3478
3479         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3480         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3481         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3482         return timeout;
3483 }
3484
3485 /**
3486  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3487  * @x:  holds the state of this particular completion
3488  *
3489  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3490  * interruptible and there is no timeout.
3491  *
3492  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3493  * and interrupt capability. Also see complete().
3494  */
3495 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3496 {
3497         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3500
3501 /**
3502  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3503  * @x:  holds the state of this particular completion
3504  * @timeout:  timeout value in jiffies
3505  *
3506  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3507  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3508  * interruptible.
3509  *
3510  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3511  * jiffies left till timeout) if completed.
3512  */
3513 unsigned long __sched
3514 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3515 {
3516         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3519
3520 /**
3521  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3522  * @x:  holds the state of this particular completion
3523  *
3524  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3525  * interruptible.
3526  *
3527  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3528  */
3529 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3530 {
3531         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3532         if (t == -ERESTARTSYS)
3533                 return t;
3534         return 0;
3535 }
3536 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3537
3538 /**
3539  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3540  * @x:  holds the state of this particular completion
3541  * @timeout:  timeout value in jiffies
3542  *
3543  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3544  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3545  *
3546  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3547  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3548  */
3549 long __sched
3550 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3551                                           unsigned long timeout)
3552 {
3553         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3556
3557 /**
3558  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3559  * @x:  holds the state of this particular completion
3560  *
3561  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3562  * interrupted by a kill signal.
3563  *
3564  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3565  */
3566 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3567 {
3568         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3569         if (t == -ERESTARTSYS)
3570                 return t;
3571         return 0;
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3574
3575 /**
3576  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3577  * @x:  holds the state of this particular completion
3578  * @timeout:  timeout value in jiffies
3579  *
3580  * This waits for either a completion of a specific task to be
3581  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3582  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3583  *
3584  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3585  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3586  */
3587 long __sched
3588 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3589                                      unsigned long timeout)
3590 {
3591         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3594
3595 /**
3596  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3597  *      @x:     completion structure
3598  *
3599  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3600  *               1 if a decrement succeeded.
3601  *
3602  *      If a completion is being used as a counting completion,
3603  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3604  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3605  *      is protecting is not available.
3606  */
3607 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3608 {
3609         unsigned long flags;
3610         int ret = 1;
3611
3612         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3613         if (!x->done)
3614                 ret = 0;
3615         else
3616                 x->done--;
3617         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3618         return ret;
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3621
3622 /**
3623  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3624  *      @x:     completion structure
3625  *
3626  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3627  *               1 if there are no waiters.
3628  *
3629  */
3630 bool completion_done(struct completion *x)
3631 {
3632         unsigned long flags;
3633         int ret = 1;
3634
3635         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3636         if (!x->done)
3637                 ret = 0;
3638         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3639         return ret;
3640 }
3641 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3642
3643 static long __sched
3644 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3645 {
3646         unsigned long flags;
3647         wait_queue_t wait;
3648
3649         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3650
3651         __set_current_state(state);
3652
3653         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3654         __add_wait_queue(q, &wait);
3655         spin_unlock(&q->lock);
3656         timeout = schedule_timeout(timeout);
3657         spin_lock_irq(&q->lock);
3658         __remove_wait_queue(q, &wait);
3659         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3660
3661         return timeout;
3662 }
3663
3664 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3665 {
3666         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3669
3670 long __sched
3671 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3672 {
3673         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3674 }
3675 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3676
3677 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3678 {
3679         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3680 }
3681 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3682
3683 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3684 {
3685         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3686 }
3687 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3688
3689 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3690
3691 /*
3692  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3693  * @p: task
3694  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3695  *
3696  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3697  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3698  *
3699  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3700  */
3701 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3702 {
3703         int oldprio, on_rq, running;
3704         struct rq *rq;
3705         const struct sched_class *prev_class;
3706
3707         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3708
3709         rq = __task_rq_lock(p);
3710
3711         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3712         oldprio = p->prio;
3713         prev_class = p->sched_class;
3714         on_rq = p->on_rq;
3715         running = task_current(rq, p);
3716         if (on_rq)
3717                 dequeue_task(rq, p, 0);
3718         if (running)
3719                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3720
3721         if (rt_prio(prio))
3722                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3723         else
3724                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3725
3726         p->prio = prio;
3727
3728         if (running)
3729                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3730         if (on_rq)
3731                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3732
3733         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3734         __task_rq_unlock(rq);
3735 }
3736
3737 #endif
3738
3739 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3740 {
3741         int old_prio, delta, on_rq;
3742         unsigned long flags;
3743         struct rq *rq;
3744
3745         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3746                 return;
3747         /*
3748          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3749          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3750          */
3751         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3752         /*
3753          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3754          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3755          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3756          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3757          */
3758         if (task_has_rt_policy(p)) {
3759                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3760                 goto out_unlock;
3761         }
3762         on_rq = p->on_rq;
3763         if (on_rq)
3764                 dequeue_task(rq, p, 0);
3765
3766         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3767         set_load_weight(p);
3768         old_prio = p->prio;
3769         p->prio = effective_prio(p);
3770         delta = p->prio - old_prio;
3771
3772         if (on_rq) {
3773                 enqueue_task(rq, p, 0);
3774                 /*
3775                  * If the task increased its priority or is running and
3776                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3777                  */
3778                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3779                         resched_task(rq->curr);
3780         }
3781 out_unlock:
3782         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3785
3786 /*
3787  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3788  * @p: task
3789  * @nice: nice value
3790  */
3791 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3792 {
3793         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3794         int nice_rlim = 20 - nice;
3795
3796         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3797                 capable(CAP_SYS_NICE));
3798 }
3799
3800 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3801
3802 /*
3803  * sys_nice - change the priority of the current process.
3804  * @increment: priority increment
3805  *
3806  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3807  * does similar things.
3808  */
3809 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3810 {
3811         long nice, retval;
3812
3813         /*
3814          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3815          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3816          * and we have a single winner.
3817          */
3818         if (increment < -40)
3819                 increment = -40;
3820         if (increment > 40)
3821                 increment = 40;
3822
3823         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3824         if (nice < -20)
3825                 nice = -20;
3826         if (nice > 19)
3827                 nice = 19;
3828
3829         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3830                 return -EPERM;
3831
3832         retval = security_task_setnice(current, nice);
3833         if (retval)
3834                 return retval;
3835
3836         set_user_nice(current, nice);
3837         return 0;
3838 }
3839
3840 #endif
3841
3842 /**
3843  * task_prio - return the priority value of a given task.
3844  * @p: the task in question.
3845  *
3846  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3847  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3848  * around 0, value goes from -16 to +15.
3849  */
3850 int task_prio(const struct task_struct *p)
3851 {
3852         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3853 }
3854
3855 /**
3856  * task_nice - return the nice value of a given task.
3857  * @p: the task in question.
3858  */
3859 int task_nice(const struct task_struct *p)
3860 {
3861         return TASK_NICE(p);
3862 }
3863 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3864
3865 /**
3866  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3867  * @cpu: the processor in question.
3868  */
3869 int idle_cpu(int cpu)
3870 {
3871         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3872
3873         if (rq->curr != rq->idle)
3874                 return 0;
3875
3876         if (rq->nr_running)
3877                 return 0;
3878
3879 #ifdef CONFIG_SMP
3880         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3881                 return 0;
3882 #endif
3883
3884         return 1;
3885 }
3886
3887 /**
3888  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3889  * @cpu: the processor in question.
3890  */
3891 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3892 {
3893         return cpu_rq(cpu)->idle;
3894 }
3895
3896 /**
3897  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3898  * @pid: the pid in question.
3899  */
3900 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3901 {
3902         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3903 }
3904
3905 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3906 static void
3907 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3908 {
3909         p->policy = policy;
3910         p->rt_priority = prio;
3911         p->normal_prio = normal_prio(p);
3912         /* we are holding p->pi_lock already */
3913         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3914         if (rt_prio(p->prio))
3915                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3916         else
3917                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3918         set_load_weight(p);
3919 }
3920
3921 /*
3922  * check the target process has a UID that matches the current process's
3923  */
3924 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3925 {
3926         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3927         bool match;
3928
3929         rcu_read_lock();
3930         pcred = __task_cred(p);
3931         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
3932                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
3933                          cred->euid == pcred->uid);
3934         else
3935                 match = false;
3936         rcu_read_unlock();
3937         return match;
3938 }
3939
3940 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3941                                 const struct sched_param *param, bool user)
3942 {
3943         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3944         unsigned long flags;
3945         const struct sched_class *prev_class;
3946         struct rq *rq;
3947         int reset_on_fork;
3948
3949         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3950         BUG_ON(in_interrupt());
3951 recheck:
3952         /* double check policy once rq lock held */
3953         if (policy < 0) {
3954                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3955                 policy = oldpolicy = p->policy;
3956         } else {
3957                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3958                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3959
3960                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3961                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3962                                 policy != SCHED_IDLE)
3963                         return -EINVAL;
3964         }
3965
3966         /*
3967          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3968          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3969          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3970          */
3971         if (param->sched_priority < 0 ||
3972             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3973             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3974                 return -EINVAL;
3975         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3976                 return -EINVAL;
3977
3978         /*
3979          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3980          */
3981         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3982                 if (rt_policy(policy)) {
3983                         unsigned long rlim_rtprio =
3984                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3985
3986                         /* can't set/change the rt policy */
3987                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3988                                 return -EPERM;
3989
3990                         /* can't increase priority */
3991                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3992                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3993                                 return -EPERM;
3994                 }
3995
3996                 /*
3997                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3998                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3999                  */
4000                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
4001                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
4002                                 return -EPERM;
4003                 }
4004
4005                 /* can't change other user's priorities */
4006                 if (!check_same_owner(p))
4007                         return -EPERM;
4008
4009                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4010                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4011                         return -EPERM;
4012         }
4013
4014         if (user) {
4015                 retval = security_task_setscheduler(p);
4016                 if (retval)
4017                         return retval;
4018         }
4019
4020         /*
4021          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4022          * changing the priority of the task:
4023          *
4024          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4025          * runqueue lock must be held.
4026          */
4027         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4028
4029         /*
4030          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4031          */
4032         if (p == rq->stop) {
4033                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4034                 return -EINVAL;
4035         }
4036
4037         /*
4038          * If not changing anything there's no need to proceed further:
4039          */
4040         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
4041                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
4042
4043                 __task_rq_unlock(rq);
4044                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4045                 return 0;
4046         }
4047
4048 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4049         if (user) {
4050                 /*
4051                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4052                  * assigned.
4053                  */
4054                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4055                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4056                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4057                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4058                         return -EPERM;
4059                 }
4060         }
4061 #endif
4062
4063         /* recheck policy now with rq lock held */
4064         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4065                 policy = oldpolicy = -1;
4066                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4067                 goto recheck;
4068         }
4069         on_rq = p->on_rq;
4070         running = task_current(rq, p);
4071         if (on_rq)
4072                 deactivate_task(rq, p, 0);
4073         if (running)
4074                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4075
4076         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4077
4078         oldprio = p->prio;
4079         prev_class = p->sched_class;
4080         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4081
4082         if (running)
4083                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4084         if (on_rq)
4085                 activate_task(rq, p, 0);
4086
4087         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4088         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4089
4090         rt_mutex_adjust_pi(p);
4091
4092         return 0;
4093 }
4094
4095 /**
4096  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4097  * @p: the task in question.
4098  * @policy: new policy.
4099  * @param: structure containing the new RT priority.
4100  *
4101  * NOTE that the task may be already dead.
4102  */
4103 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4104                        const struct sched_param *param)
4105 {
4106         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4107 }
4108 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4109
4110 /**
4111  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4112  * @p: the task in question.
4113  * @policy: new policy.
4114  * @param: structure containing the new RT priority.
4115  *
4116  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4117  * current context has permission.  For example, this is needed in
4118  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4119  * but our caller might not have that capability.
4120  */
4121 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4122                                const struct sched_param *param)
4123 {
4124         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4125 }
4126
4127 static int
4128 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4129 {
4130         struct sched_param lparam;
4131         struct task_struct *p;
4132         int retval;
4133
4134         if (!param || pid < 0)
4135                 return -EINVAL;
4136         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4137                 return -EFAULT;
4138
4139         rcu_read_lock();
4140         retval = -ESRCH;
4141         p = find_process_by_pid(pid);
4142         if (p != NULL)
4143                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4144         rcu_read_unlock();
4145
4146         return retval;
4147 }
4148
4149 /**
4150  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4151  * @pid: the pid in question.
4152  * @policy: new policy.
4153  * @param: structure containing the new RT priority.
4154  */
4155 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4156                 struct sched_param __user *, param)
4157 {
4158         /* negative values for policy are not valid */
4159         if (policy < 0)
4160                 return -EINVAL;
4161
4162         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4163 }
4164
4165 /**
4166  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4167  * @pid: the pid in question.
4168  * @param: structure containing the new RT priority.
4169  */
4170 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4171 {
4172         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4173 }
4174
4175 /**
4176  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4177  * @pid: the pid in question.
4178  */
4179 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4180 {
4181         struct task_struct *p;
4182         int retval;
4183
4184         if (pid < 0)
4185                 return -EINVAL;
4186
4187         retval = -ESRCH;
4188         rcu_read_lock();
4189         p = find_process_by_pid(pid);
4190         if (p) {
4191                 retval = security_task_getscheduler(p);
4192                 if (!retval)
4193                         retval = p->policy
4194                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4195         }
4196         rcu_read_unlock();
4197         return retval;
4198 }
4199
4200 /**
4201  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4202  * @pid: the pid in question.
4203  * @param: structure containing the RT priority.
4204  */
4205 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4206 {
4207         struct sched_param lp;
4208         struct task_struct *p;
4209         int retval;
4210
4211         if (!param || pid < 0)
4212                 return -EINVAL;
4213
4214         rcu_read_lock();
4215         p = find_process_by_pid(pid);
4216         retval = -ESRCH;
4217         if (!p)
4218                 goto out_unlock;
4219
4220         retval = security_task_getscheduler(p);
4221         if (retval)
4222                 goto out_unlock;
4223
4224         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4225         rcu_read_unlock();
4226
4227         /*
4228          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4229          */
4230         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4231
4232         return retval;
4233
4234 out_unlock:
4235         rcu_read_unlock();
4236         return retval;
4237 }
4238
4239 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4240 {
4241         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4242         struct task_struct *p;
4243         int retval;
4244
4245         get_online_cpus();
4246         rcu_read_lock();
4247
4248         p = find_process_by_pid(pid);
4249         if (!p) {
4250                 rcu_read_unlock();
4251                 put_online_cpus();
4252                 return -ESRCH;
4253         }
4254
4255         /* Prevent p going away */
4256         get_task_struct(p);
4257         rcu_read_unlock();
4258
4259         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4260                 retval = -ENOMEM;
4261                 goto out_put_task;
4262         }
4263         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4264                 retval = -ENOMEM;
4265                 goto out_free_cpus_allowed;
4266         }
4267         retval = -EPERM;
4268         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
4269                 goto out_unlock;
4270
4271         retval = security_task_setscheduler(p);
4272         if (retval)
4273                 goto out_unlock;
4274
4275         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4276         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4277 again:
4278         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4279
4280         if (!retval) {
4281                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4282                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4283                         /*
4284                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4285                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4286                          * cpuset's cpus_allowed
4287                          */
4288                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4289                         goto again;
4290                 }
4291         }
4292 out_unlock:
4293         free_cpumask_var(new_mask);
4294 out_free_cpus_allowed:
4295         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4296 out_put_task:
4297         put_task_struct(p);
4298         put_online_cpus();
4299         return retval;
4300 }
4301
4302 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4303                              struct cpumask *new_mask)
4304 {
4305         if (len < cpumask_size())
4306                 cpumask_clear(new_mask);
4307         else if (len > cpumask_size())
4308                 len = cpumask_size();
4309
4310         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4311 }
4312
4313 /**
4314  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4315  * @pid: pid of the process
4316  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4317  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4318  */
4319 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4320                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4321 {
4322         cpumask_var_t new_mask;
4323         int retval;
4324
4325         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4326                 return -ENOMEM;
4327
4328         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4329         if (retval == 0)
4330                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4331         free_cpumask_var(new_mask);
4332         return retval;
4333 }
4334
4335 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4336 {
4337         struct task_struct *p;
4338         unsigned long flags;
4339         int retval;
4340
4341         get_online_cpus();
4342         rcu_read_lock();
4343
4344         retval = -ESRCH;
4345         p = find_process_by_pid(pid);
4346         if (!p)
4347                 goto out_unlock;
4348
4349         retval = security_task_getscheduler(p);
4350         if (retval)
4351                 goto out_unlock;
4352
4353         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4354         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4355         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4356
4357 out_unlock:
4358         rcu_read_unlock();
4359         put_online_cpus();
4360
4361         return retval;
4362 }
4363
4364 /**
4365  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4366  * @pid: pid of the process
4367  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4368  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4369  */
4370 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4371                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4372 {
4373         int ret;
4374         cpumask_var_t mask;
4375
4376         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4377                 return -EINVAL;
4378         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4379                 return -EINVAL;
4380
4381         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4382                 return -ENOMEM;
4383
4384         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4385         if (ret == 0) {
4386                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4387
4388                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4389                         ret = -EFAULT;
4390                 else
4391                         ret = retlen;
4392         }
4393         free_cpumask_var(mask);
4394
4395         return ret;
4396 }
4397
4398 /**
4399  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4400  *
4401  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4402  * other threads running on this CPU then this function will return.
4403  */
4404 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4405 {
4406         struct rq *rq = this_rq_lock();
4407
4408         schedstat_inc(rq, yld_count);
4409         current->sched_class->yield_task(rq);
4410
4411         /*
4412          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4413          * no need to preempt or enable interrupts:
4414          */
4415         __release(rq->lock);
4416         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4417         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4418         preempt_enable_no_resched();
4419
4420         schedule();
4421
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 static inline int should_resched(void)
4426 {
4427         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4428 }
4429
4430 static void __cond_resched(void)
4431 {
4432         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4433         __schedule();
4434         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4435 }
4436
4437 int __sched _cond_resched(void)
4438 {
4439         if (should_resched()) {
4440                 __cond_resched();
4441                 return 1;
4442         }
4443         return 0;
4444 }
4445 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4446
4447 /*
4448  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4449  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4450  *
4451  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4452  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4453  * spin_unlock(), once by hand).
4454  */
4455 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4456 {
4457         int resched = should_resched();
4458         int ret = 0;
4459
4460         lockdep_assert_held(lock);
4461
4462         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4463                 spin_unlock(lock);
4464                 if (resched)
4465                         __cond_resched();
4466                 else
4467                         cpu_relax();
4468                 ret = 1;
4469                 spin_lock(lock);
4470         }
4471         return ret;
4472 }
4473 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4474
4475 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4476 {
4477         BUG_ON(!in_softirq());
4478
4479         if (should_resched()) {
4480                 local_bh_enable();
4481                 __cond_resched();
4482                 local_bh_disable();
4483                 return 1;
4484         }
4485         return 0;
4486 }
4487 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4488
4489 /**
4490  * yield - yield the current processor to other threads.
4491  *
4492  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
4493  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
4494  */
4495 void __sched yield(void)
4496 {
4497         set_current_state(TASK_RUNNING);
4498         sys_sched_yield();
4499 }
4500 EXPORT_SYMBOL(yield);
4501
4502 /**
4503  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4504  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4505  * processor it's on.
4506  * @p: target task
4507  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4508  *
4509  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4510  * can't go away on us before we can do any checks.
4511  *
4512  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4513  */
4514 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4515 {
4516         struct task_struct *curr = current;
4517         struct rq *rq, *p_rq;
4518         unsigned long flags;
4519         bool yielded = 0;
4520
4521         local_irq_save(flags);
4522         rq = this_rq();
4523
4524 again:
4525         p_rq = task_rq(p);
4526         double_rq_lock(rq, p_rq);
4527         while (task_rq(p) != p_rq) {
4528                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4529                 goto again;
4530         }
4531
4532         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4533                 goto out;
4534
4535         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4536                 goto out;
4537
4538         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4539                 goto out;
4540
4541         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4542         if (yielded) {
4543                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4544                 /*
4545                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4546                  * fairness.
4547                  */
4548                 if (preempt && rq != p_rq)
4549                         resched_task(p_rq->curr);
4550         }
4551
4552 out:
4553         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4554         local_irq_restore(flags);
4555
4556         if (yielded)
4557                 schedule();
4558
4559         return yielded;
4560 }
4561 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4562
4563 /*
4564  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4565  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4566  */
4567 void __sched io_schedule(void)
4568 {
4569         struct rq *rq = raw_rq();
4570
4571         delayacct_blkio_start();
4572         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4573         blk_flush_plug(current);
4574         current->in_iowait = 1;
4575         schedule();
4576         current->in_iowait = 0;
4577         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4578         delayacct_blkio_end();
4579 }
4580 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4581
4582 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4583 {
4584         struct rq *rq = raw_rq();
4585         long ret;
4586
4587         delayacct_blkio_start();
4588         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4589         blk_flush_plug(current);
4590         current->in_iowait = 1;
4591         ret = schedule_timeout(timeout);
4592         current->in_iowait = 0;
4593         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4594         delayacct_blkio_end();
4595         return ret;
4596 }
4597
4598 /**
4599  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4600  * @policy: scheduling class.
4601  *
4602  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4603  * by a given scheduling class.
4604  */
4605 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4606 {
4607         int ret = -EINVAL;
4608
4609         switch (policy) {
4610         case SCHED_FIFO:
4611         case SCHED_RR:
4612                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4613                 break;
4614         case SCHED_NORMAL:
4615         case SCHED_BATCH:
4616         case SCHED_IDLE:
4617                 ret = 0;
4618                 break;
4619         }
4620         return ret;
4621 }
4622
4623 /**
4624  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4625  * @policy: scheduling class.
4626  *
4627  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4628  * by a given scheduling class.
4629  */
4630 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4631 {
4632         int ret = -EINVAL;
4633
4634         switch (policy) {
4635         case SCHED_FIFO:
4636         case SCHED_RR:
4637                 ret = 1;
4638                 break;
4639         case SCHED_NORMAL:
4640         case SCHED_BATCH:
4641         case SCHED_IDLE:
4642                 ret = 0;
4643         }
4644         return ret;
4645 }
4646
4647 /**
4648  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4649  * @pid: pid of the process.
4650  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4651  *
4652  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4653  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4654  */
4655 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4656                 struct timespec __user *, interval)
4657 {
4658         struct task_struct *p;
4659         unsigned int time_slice;
4660         unsigned long flags;
4661         struct rq *rq;
4662         int retval;
4663         struct timespec t;
4664
4665         if (pid < 0)
4666                 return -EINVAL;
4667
4668         retval = -ESRCH;
4669         rcu_read_lock();
4670         p = find_process_by_pid(pid);
4671         if (!p)
4672                 goto out_unlock;
4673
4674         retval = security_task_getscheduler(p);
4675         if (retval)
4676                 goto out_unlock;
4677
4678         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4679         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4680         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4681
4682         rcu_read_unlock();
4683         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4684         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4685         return retval;
4686
4687 out_unlock:
4688         rcu_read_unlock();
4689         return retval;
4690 }
4691
4692 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4693
4694 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4695 {
4696         unsigned long free = 0;
4697         unsigned state;
4698
4699         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4700         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4701                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4702 #if BITS_PER_LONG == 32
4703         if (state == TASK_RUNNING)
4704                 printk(KERN_CONT " running  ");
4705         else
4706                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4707 #else
4708         if (state == TASK_RUNNING)
4709                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4710         else
4711                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4712 #endif
4713 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4714         free = stack_not_used(p);
4715 #endif
4716         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4717                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
4718                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4719
4720         show_stack(p, NULL);
4721 }
4722
4723 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4724 {
4725         struct task_struct *g, *p;
4726
4727 #if BITS_PER_LONG == 32
4728         printk(KERN_INFO
4729                 "  task                PC stack   pid father\n");
4730 #else
4731         printk(KERN_INFO
4732                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4733 #endif
4734         rcu_read_lock();
4735         do_each_thread(g, p) {
4736                 /*
4737                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4738                  * console might take a lot of time:
4739                  */
4740                 touch_nmi_watchdog();
4741                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4742                         sched_show_task(p);
4743         } while_each_thread(g, p);
4744
4745         touch_all_softlockup_watchdogs();
4746
4747 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4748         sysrq_sched_debug_show();
4749 #endif
4750         rcu_read_unlock();
4751         /*
4752          * Only show locks if all tasks are dumped:
4753          */
4754         if (!state_filter)
4755                 debug_show_all_locks();
4756 }
4757
4758 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4759 {
4760         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4761 }
4762
4763 /**
4764  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4765  * @idle: task in question
4766  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4767  *
4768  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4769  * flag, to make booting more robust.
4770  */
4771 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4772 {
4773         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4774         unsigned long flags;
4775
4776         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4777
4778         __sched_fork(idle);
4779         idle->state = TASK_RUNNING;
4780         idle->se.exec_start = sched_clock();
4781
4782         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4783         /*
4784          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4785          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4786          * lockdep check in task_group() will fail.
4787          *
4788          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4789          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4790          *
4791          * Silence PROVE_RCU
4792          */
4793         rcu_read_lock();
4794         __set_task_cpu(idle, cpu);
4795         rcu_read_unlock();
4796
4797         rq->curr = rq->idle = idle;
4798 #if defined(CONFIG_SMP)
4799         idle->on_cpu = 1;
4800 #endif
4801         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4802
4803         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4804         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4805
4806         /*
4807          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4808          */
4809         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4810         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4811 #if defined(CONFIG_SMP)
4812         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4813 #endif
4814 }
4815
4816 #ifdef CONFIG_SMP
4817 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4818 {
4819         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4820                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4821
4822         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4823         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4824 }
4825
4826 /*
4827  * This is how migration works:
4828  *
4829  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4830  *    stop_one_cpu().
4831  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4832  *    off the CPU)
4833  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4834  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4835  *    it and puts it into the right queue.
4836  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4837  *    is done.
4838  */
4839
4840 /*
4841  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4842  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4843  * is removed from the allowed bitmask.
4844  *
4845  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4846  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4847  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4848  */
4849 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4850 {
4851         unsigned long flags;
4852         struct rq *rq;
4853         unsigned int dest_cpu;
4854         int ret = 0;
4855
4856         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4857
4858         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4859                 goto out;
4860
4861         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4862                 ret = -EINVAL;
4863                 goto out;
4864         }
4865
4866         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4867                 ret = -EINVAL;
4868                 goto out;
4869         }
4870
4871         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4872
4873         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4874         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4875                 goto out;
4876
4877         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4878         if (p->on_rq) {
4879                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4880                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4881                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4882                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4883                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4884                 return 0;
4885         }
4886 out:
4887         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4888
4889         return ret;
4890 }
4891 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4892
4893 /*
4894  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4895  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4896  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4897  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4898  *
4899  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4900  * as the task is no longer on this CPU.
4901  *
4902  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4903  */
4904 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4905 {
4906         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4907         int ret = 0;
4908
4909         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4910                 return ret;
4911
4912         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4913         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4914
4915         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4916         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4917         /* Already moved. */
4918         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4919                 goto done;
4920         /* Affinity changed (again). */
4921         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4922                 goto fail;
4923
4924         /*
4925          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4926          * placed properly.
4927          */
4928         if (p->on_rq) {
4929                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
4930                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4931                 activate_task(rq_dest, p, 0);
4932                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4933         }
4934 done:
4935         ret = 1;
4936 fail:
4937         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4938         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4939         return ret;
4940 }
4941
4942 /*
4943  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4944  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4945  * 'pushing' onto another runqueue.
4946  */
4947 static int migration_cpu_stop(void *data)
4948 {
4949         struct migration_arg *arg = data;
4950
4951         /*
4952          * The original target cpu might have gone down and we might
4953          * be on another cpu but it doesn't matter.
4954          */
4955         local_irq_disable();
4956         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4957         local_irq_enable();
4958         return 0;
4959 }
4960
4961 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4962
4963 /*
4964  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4965  * offline.
4966  */
4967 void idle_task_exit(void)
4968 {
4969         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4970
4971         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4972
4973         if (mm != &init_mm)
4974                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4975         mmdrop(mm);
4976 }
4977
4978 /*
4979  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
4980  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
4981  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
4982  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
4983  * to keep the global sum constant after CPU-down:
4984  */
4985 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
4986 {
4987         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
4988
4989         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
4990         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
4991 }
4992
4993 /*
4994  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
4995  */
4996 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
4997 {
4998         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
4999         rq->calc_load_active = 0;
5000 }
5001
5002 /*
5003  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5004  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5005  *
5006  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5007  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5008  * because of lock validation efforts.
5009  */
5010 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
5011 {
5012         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5013         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5014         int dest_cpu;
5015
5016         /*
5017          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5018          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5019          *
5020          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5021          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5022          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5023          * done here.
5024          */
5025         rq->stop = NULL;
5026
5027         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5028         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5029
5030         for ( ; ; ) {
5031                 /*
5032                  * There's this thread running, bail when that's the only
5033                  * remaining thread.
5034                  */
5035                 if (rq->nr_running == 1)
5036                         break;
5037
5038                 next = pick_next_task(rq);
5039                 BUG_ON(!next);
5040                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5041
5042                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5043                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5044                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5045
5046                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5047
5048                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5049         }
5050
5051         rq->stop = stop;
5052 }
5053
5054 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5055
5056 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5057
5058 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5059         {
5060                 .procname       = "sched_domain",
5061                 .mode           = 0555,
5062         },
5063         {}
5064 };
5065
5066 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5067         {
5068                 .procname       = "kernel",
5069                 .mode           = 0555,
5070                 .child          = sd_ctl_dir,
5071         },
5072         {}
5073 };
5074
5075 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5076 {
5077         struct ctl_table *entry =
5078                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5079
5080         return entry;
5081 }
5082
5083 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5084 {
5085         struct ctl_table *entry;
5086
5087         /*
5088          * In the intermediate directories, both the child directory and
5089          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5090          * will always be set. In the lowest directory the names are
5091          * static strings and all have proc handlers.
5092          */
5093         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5094                 if (entry->child)
5095                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5096                 if (entry->proc_handler == NULL)
5097                         kfree(entry->procname);
5098         }
5099
5100         kfree(*tablep);
5101         *tablep = NULL;
5102 }
5103
5104 static void
5105 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5106                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5107                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5108 {
5109         entry->procname = procname;
5110         entry->data = data;
5111         entry->maxlen = maxlen;
5112         entry->mode = mode;
5113         entry->proc_handler = proc_handler;
5114 }
5115
5116 static struct ctl_table *
5117 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5118 {
5119         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5120
5121         if (table == NULL)
5122                 return NULL;
5123
5124         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5125                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5126         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5127                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5128         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5129                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5130         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5131                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5132         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5133                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5134         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5135                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5136         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5137                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5138         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5139                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5140         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5141                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5142         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5143                 &sd->cache_nice_tries,
5144                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5145         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5146                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5147         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5148                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
5149         /* &table[12] is terminator */
5150
5151         return table;
5152 }
5153
5154 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5155 {
5156         struct ctl_table *entry, *table;
5157         struct sched_domain *sd;
5158         int domain_num = 0, i;
5159         char buf[32];
5160
5161         for_each_domain(cpu, sd)
5162                 domain_num++;
5163         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5164         if (table == NULL)
5165                 return NULL;
5166
5167         i = 0;
5168         for_each_domain(cpu, sd) {
5169                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5170                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5171                 entry->mode = 0555;
5172                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5173                 entry++;
5174                 i++;
5175         }
5176         return table;
5177 }
5178
5179 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5180 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5181 {
5182         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5183         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5184         char buf[32];
5185
5186         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5187         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5188
5189         if (entry == NULL)
5190                 return;
5191
5192         for_each_possible_cpu(i) {
5193                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5194                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5195                 entry->mode = 0555;
5196                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5197                 entry++;
5198         }
5199
5200         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5201         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5202 }
5203
5204 /* may be called multiple times per register */
5205 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5206 {
5207         if (sd_sysctl_header)
5208                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5209         sd_sysctl_header = NULL;
5210         if (sd_ctl_dir[0].child)
5211                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5212 }
5213 #else
5214 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5215 {
5216 }
5217 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5218 {
5219 }
5220 #endif
5221
5222 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5223 {
5224         if (!rq->online) {
5225                 const struct sched_class *class;
5226
5227                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5228                 rq->online = 1;
5229
5230                 for_each_class(class) {
5231                         if (class->rq_online)
5232                                 class->rq_online(rq);
5233                 }
5234         }
5235 }
5236
5237 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5238 {
5239         if (rq->online) {
5240                 const struct sched_class *class;
5241
5242                 for_each_class(class) {
5243                         if (class->rq_offline)
5244                                 class->rq_offline(rq);
5245                 }
5246
5247                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5248                 rq->online = 0;
5249         }
5250 }
5251
5252 /*
5253  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5254  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5255  */
5256 static int __cpuinit
5257 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5258 {
5259         int cpu = (long)hcpu;
5260         unsigned long flags;
5261         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5262
5263         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5264
5265         case CPU_UP_PREPARE:
5266                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5267                 break;
5268
5269         case CPU_ONLINE:
5270                 /* Update our root-domain */
5271                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5272                 if (rq->rd) {
5273                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5274
5275                         set_rq_online(rq);
5276                 }
5277                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5278                 break;
5279
5280 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5281         case CPU_DYING:
5282                 sched_ttwu_pending();
5283                 /* Update our root-domain */
5284                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5285                 if (rq->rd) {
5286                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5287                         set_rq_offline(rq);
5288                 }
5289                 migrate_tasks(cpu);
5290                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5291                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5292
5293                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
5294                 calc_global_load_remove(rq);
5295                 break;
5296 #endif
5297         }
5298
5299         update_max_interval();
5300
5301         return NOTIFY_OK;
5302 }
5303
5304 /*
5305  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5306  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5307  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5308  */
5309 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5310         .notifier_call = migration_call,
5311         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5312 };
5313
5314 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5315                                       unsigned long action, void *hcpu)
5316 {
5317         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5318         case CPU_ONLINE:
5319         case CPU_DOWN_FAILED:
5320                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5321                 return NOTIFY_OK;
5322         default:
5323                 return NOTIFY_DONE;
5324         }
5325 }
5326
5327 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5328                                         unsigned long action, void *hcpu)
5329 {
5330         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5331         case CPU_DOWN_PREPARE:
5332                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5333                 return NOTIFY_OK;
5334         default:
5335                 return NOTIFY_DONE;
5336         }
5337 }
5338
5339 static int __init migration_init(void)
5340 {
5341         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5342         int err;
5343
5344         /* Initialize migration for the boot CPU */
5345         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5346         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5347         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5348         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5349
5350         /* Register cpu active notifiers */
5351         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5352         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5353
5354         return 0;
5355 }
5356 early_initcall(migration_init);
5357 #endif
5358
5359 #ifdef CONFIG_SMP
5360
5361 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5362
5363 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5364
5365 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
5366
5367 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
5368 {
5369         sched_domain_debug_enabled = 1;
5370
5371         return 0;
5372 }
5373 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
5374
5375 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5376                                   struct cpumask *groupmask)
5377 {
5378         struct sched_group *group = sd->groups;
5379         char str[256];
5380
5381         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5382         cpumask_clear(groupmask);
5383
5384         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5385
5386         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5387                 printk("does not load-balance\n");
5388                 if (sd->parent)
5389                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5390                                         " has parent");
5391                 return -1;
5392         }
5393
5394         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5395
5396         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5397                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5398                                 "CPU%d\n", cpu);
5399         }
5400         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5401                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5402                                 " CPU%d\n", cpu);
5403         }
5404
5405         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5406         do {
5407                 if (!group) {
5408                         printk("\n");
5409                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5410                         break;
5411                 }
5412
5413                 if (!group->sgp->power) {
5414                         printk(KERN_CONT "\n");
5415                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5416                                         "set\n");
5417                         break;
5418                 }
5419
5420                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5421                         printk(KERN_CONT "\n");
5422                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5423                         break;
5424                 }
5425
5426                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5427                         printk(KERN_CONT "\n");
5428                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5429                         break;
5430                 }
5431
5432                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5433
5434                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5435
5436                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5437                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5438                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5439                                 group->sgp->power);
5440                 }
5441
5442                 group = group->next;
5443         } while (group != sd->groups);
5444         printk(KERN_CONT "\n");
5445
5446         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5447                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5448
5449         if (sd->parent &&
5450             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5451                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5452                         "of domain->span\n");
5453         return 0;
5454 }
5455
5456 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5457 {
5458         int level = 0;
5459
5460         if (!sched_domain_debug_enabled)
5461                 return;
5462
5463         if (!sd) {
5464                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5465                 return;
5466         }
5467
5468         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5469
5470         for (;;) {
5471                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5472                         break;
5473                 level++;
5474                 sd = sd->parent;
5475                 if (!sd)
5476                         break;
5477         }
5478 }
5479 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5480 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5481 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5482
5483 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5484 {
5485         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5486                 return 1;
5487
5488         /* Following flags need at least 2 groups */
5489         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5490                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5491                          SD_BALANCE_FORK |
5492                          SD_BALANCE_EXEC |
5493                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5494                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5495                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5496                         return 0;
5497         }
5498
5499         /* Following flags don't use groups */
5500         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5501                 return 0;
5502
5503         return 1;
5504 }
5505
5506 static int
5507 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5508 {
5509         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5510
5511         if (sd_degenerate(parent))
5512                 return 1;
5513
5514         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5515                 return 0;
5516
5517         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5518         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5519                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5520                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5521                                 SD_BALANCE_FORK |
5522                                 SD_BALANCE_EXEC |
5523                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5524                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5525                 if (nr_node_ids == 1)
5526                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5527         }
5528         if (~cflags & pflags)
5529                 return 0;
5530
5531         return 1;
5532 }
5533
5534 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5535 {
5536         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5537
5538         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5539         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5540         free_cpumask_var(rd->online);
5541         free_cpumask_var(rd->span);
5542         kfree(rd);
5543 }
5544
5545 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5546 {
5547         struct root_domain *old_rd = NULL;
5548         unsigned long flags;
5549
5550         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5551
5552         if (rq->rd) {
5553                 old_rd = rq->rd;
5554
5555                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5556                         set_rq_offline(rq);
5557
5558                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5559
5560                 /*
5561                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5562                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5563                  * in this function:
5564                  */
5565                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5566                         old_rd = NULL;
5567         }
5568
5569         atomic_inc(&rd->refcount);
5570         rq->rd = rd;
5571
5572         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5573         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5574                 set_rq_online(rq);
5575
5576         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5577
5578         if (old_rd)
5579                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5580 }
5581
5582 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5583 {
5584         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5585
5586         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5587                 goto out;
5588         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5589                 goto free_span;
5590         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5591                 goto free_online;
5592
5593         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5594                 goto free_rto_mask;
5595         return 0;
5596
5597 free_rto_mask:
5598         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5599 free_online:
5600         free_cpumask_var(rd->online);
5601 free_span:
5602         free_cpumask_var(rd->span);
5603 out:
5604         return -ENOMEM;
5605 }
5606
5607 /*
5608  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5609  * members (mimicking the global state we have today).
5610  */
5611 struct root_domain def_root_domain;
5612
5613 static void init_defrootdomain(void)
5614 {
5615         init_rootdomain(&def_root_domain);
5616
5617         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5618 }
5619
5620 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5621 {
5622         struct root_domain *rd;
5623
5624         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5625         if (!rd)
5626                 return NULL;
5627
5628         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5629                 kfree(rd);
5630                 return NULL;
5631         }
5632
5633         return rd;
5634 }
5635
5636 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5637 {
5638         struct sched_group *tmp, *first;
5639
5640         if (!sg)
5641                 return;
5642
5643         first = sg;
5644         do {
5645                 tmp = sg->next;
5646
5647                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5648                         kfree(sg->sgp);
5649
5650                 kfree(sg);
5651                 sg = tmp;
5652         } while (sg != first);
5653 }
5654
5655 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5656 {
5657         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5658
5659         /*
5660          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5661          * nuke them all.
5662          */
5663         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5664                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5665         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5666                 kfree(sd->groups->sgp);
5667                 kfree(sd->groups);
5668         }
5669         kfree(sd);
5670 }
5671
5672 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5673 {
5674         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5675 }
5676
5677 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5678 {
5679         for (; sd; sd = sd->parent)
5680                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5681 }
5682
5683 /*
5684  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5685  * hold the hotplug lock.
5686  */
5687 static void
5688 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5689 {
5690         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5691         struct sched_domain *tmp;
5692
5693         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5694         for (tmp = sd; tmp; ) {
5695                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5696                 if (!parent)
5697                         break;
5698
5699                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5700                         tmp->parent = parent->parent;
5701                         if (parent->parent)
5702                                 parent->parent->child = tmp;
5703                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5704                 } else
5705                         tmp = tmp->parent;
5706         }
5707
5708         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5709                 tmp = sd;
5710                 sd = sd->parent;
5711                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5712                 if (sd)
5713                         sd->child = NULL;
5714         }
5715
5716         sched_domain_debug(sd, cpu);
5717
5718         rq_attach_root(rq, rd);
5719         tmp = rq->sd;
5720         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5721         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5722 }
5723
5724 /* cpus with isolated domains */
5725 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5726
5727 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5728 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5729 {
5730         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5731         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5732         return 1;
5733 }
5734
5735 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5736
5737 #ifdef CONFIG_NUMA
5738
5739 /**
5740  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
5741  * @node: node whose sched_domain we're building
5742  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
5743  *
5744  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
5745  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
5746  *
5747  * Should use nodemask_t.
5748  */
5749 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
5750 {
5751         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
5752
5753         min_val = INT_MAX;
5754
5755         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
5756                 /* Start at @node */
5757                 n = (node + i) % nr_node_ids;
5758
5759                 if (!nr_cpus_node(n))
5760                         continue;
5761
5762                 /* Skip already used nodes */
5763                 if (node_isset(n, *used_nodes))
5764                         continue;
5765
5766                 /* Simple min distance search */
5767                 val = node_distance(node, n);
5768
5769                 if (val < min_val) {
5770                         min_val = val;
5771                         best_node = n;
5772                 }
5773         }
5774
5775         if (best_node != -1)
5776                 node_set(best_node, *used_nodes);
5777         return best_node;
5778 }
5779
5780 /**
5781  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
5782  * @node: node whose cpumask we're constructing
5783  * @span: resulting cpumask
5784  *
5785  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
5786  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
5787  * out optimally.
5788  */
5789 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
5790 {
5791         nodemask_t used_nodes;
5792         int i;
5793
5794         cpumask_clear(span);
5795         nodes_clear(used_nodes);
5796
5797         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
5798         node_set(node, used_nodes);
5799
5800         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
5801                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
5802                 if (next_node < 0)
5803                         break;
5804                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
5805         }
5806 }
5807
5808 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
5809 {
5810         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5811
5812         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
5813
5814         return sched_domains_tmpmask;
5815 }
5816
5817 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
5818 {
5819         return cpu_possible_mask;
5820 }
5821 #endif /* CONFIG_NUMA */
5822
5823 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5824 {
5825         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5826 }
5827
5828 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
5829
5830 struct sd_data {
5831         struct sched_domain **__percpu sd;
5832         struct sched_group **__percpu sg;
5833         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5834 };
5835
5836 struct s_data {
5837         struct sched_domain ** __percpu sd;
5838         struct root_domain      *rd;
5839 };
5840
5841 enum s_alloc {
5842         sa_rootdomain,
5843         sa_sd,
5844         sa_sd_storage,
5845         sa_none,
5846 };
5847
5848 struct sched_domain_topology_level;
5849
5850 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5851 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5852
5853 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5854
5855 struct sched_domain_topology_level {
5856         sched_domain_init_f init;
5857         sched_domain_mask_f mask;
5858         int                 flags;
5859         struct sd_data      data;
5860 };
5861
5862 static int
5863 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5864 {
5865         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5866         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5867         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5868         struct sd_data *sdd = sd->private;
5869         struct sched_domain *child;
5870         int i;
5871
5872         cpumask_clear(covered);
5873
5874         for_each_cpu(i, span) {
5875                 struct cpumask *sg_span;
5876
5877                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5878                         continue;
5879
5880                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5881                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5882
5883                 if (!sg)
5884                         goto fail;
5885
5886                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5887
5888                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5889                 if (child->child) {
5890                         child = child->child;
5891                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5892                 } else
5893                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5894
5895                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5896
5897                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
5898                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
5899
5900                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
5901                         groups = sg;
5902
5903                 if (!first)
5904                         first = sg;
5905                 if (last)
5906                         last->next = sg;
5907                 last = sg;
5908                 last->next = first;
5909         }
5910         sd->groups = groups;
5911
5912         return 0;
5913
5914 fail:
5915         free_sched_groups(first, 0);
5916
5917         return -ENOMEM;
5918 }
5919
5920 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5921 {
5922         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5923         struct sched_domain *child = sd->child;
5924
5925         if (child)
5926                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5927
5928         if (sg) {
5929                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5930                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5931                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5932         }
5933
5934         return cpu;
5935 }
5936
5937 /*
5938  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5939  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5940  * and ->cpu_power to 0.
5941  *
5942  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5943  */
5944 static int
5945 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5946 {
5947         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5948         struct sd_data *sdd = sd->private;
5949         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5950         struct cpumask *covered;
5951         int i;
5952
5953         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5954         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5955
5956         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5957                 return 0;
5958
5959         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5960         covered = sched_domains_tmpmask;
5961
5962         cpumask_clear(covered);
5963
5964         for_each_cpu(i, span) {
5965                 struct sched_group *sg;
5966                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5967                 int j;
5968
5969                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5970                         continue;
5971
5972                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5973                 sg->sgp->power = 0;
5974
5975                 for_each_cpu(j, span) {
5976                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5977                                 continue;
5978
5979                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5980                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5981                 }
5982
5983                 if (!first)
5984                         first = sg;
5985                 if (last)
5986                         last->next = sg;
5987                 last = sg;
5988         }
5989         last->next = first;
5990
5991         return 0;
5992 }
5993
5994 /*
5995  * Initialize sched groups cpu_power.
5996  *
5997  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5998  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5999  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6000  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6001  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6002  * less cpu_power.
6003  */
6004 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6005 {
6006         struct sched_group *sg = sd->groups;
6007
6008         WARN_ON(!sd || !sg);
6009
6010         do {
6011                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6012                 sg = sg->next;
6013         } while (sg != sd->groups);
6014
6015         if (cpu != group_first_cpu(sg))
6016                 return;
6017
6018         update_group_power(sd, cpu);
6019 }
6020
6021 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6022 {
6023        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6024 }
6025
6026 /*
6027  * Initializers for schedule domains
6028  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6029  */
6030
6031 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6032 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6033 #else
6034 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6035 #endif
6036
6037 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6038 static noinline struct sched_domain *                                   \
6039 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6040 {                                                                       \
6041         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6042         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6043         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6044         sd->private = &tl->data;                                        \
6045         return sd;                                                      \
6046 }
6047
6048 SD_INIT_FUNC(CPU)
6049 #ifdef CONFIG_NUMA
6050  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
6051  SD_INIT_FUNC(NODE)
6052 #endif
6053 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6054  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6055 #endif
6056 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6057  SD_INIT_FUNC(MC)
6058 #endif
6059 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6060  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6061 #endif
6062
6063 static int default_relax_domain_level = -1;
6064 int sched_domain_level_max;
6065
6066 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6067 {
6068         unsigned long val;
6069
6070         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
6071         if (val < sched_domain_level_max)
6072                 default_relax_domain_level = val;
6073
6074         return 1;
6075 }
6076 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6077
6078 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6079                                  struct sched_domain_attr *attr)
6080 {
6081         int request;
6082
6083         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6084                 if (default_relax_domain_level < 0)
6085                         return;
6086                 else
6087                         request = default_relax_domain_level;
6088         } else
6089                 request = attr->relax_domain_level;
6090         if (request < sd->level) {
6091                 /* turn off idle balance on this domain */
6092                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6093         } else {
6094                 /* turn on idle balance on this domain */
6095                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6096         }
6097 }
6098
6099 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6100 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6101
6102 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6103                                  const struct cpumask *cpu_map)
6104 {
6105         switch (what) {
6106         case sa_rootdomain:
6107                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6108                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6109         case sa_sd:
6110                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6111         case sa_sd_storage:
6112                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6113         case sa_none:
6114                 break;
6115         }
6116 }
6117
6118 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6119                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6120 {
6121         memset(d, 0, sizeof(*d));
6122
6123         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6124                 return sa_sd_storage;
6125         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6126         if (!d->sd)
6127                 return sa_sd_storage;
6128         d->rd = alloc_rootdomain();
6129         if (!d->rd)
6130                 return sa_sd;
6131         return sa_rootdomain;
6132 }
6133
6134 /*
6135  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6136  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6137  * will not free the data we're using.
6138  */
6139 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6140 {
6141         struct sd_data *sdd = sd->private;
6142
6143         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6144         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6145
6146         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6147                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6148
6149         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6150                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6151 }
6152
6153 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6154 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6155 {
6156         return topology_thread_cpumask(cpu);
6157 }
6158 #endif
6159
6160 /*
6161  * Topology list, bottom-up.
6162  */
6163 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6164 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6165         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6166 #endif
6167 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6168         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6169 #endif
6170 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6171         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6172 #endif
6173         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6174 #ifdef CONFIG_NUMA
6175         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
6176         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
6177 #endif
6178         { NULL, },
6179 };
6180
6181 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6182
6183 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6184 {
6185         struct sched_domain_topology_level *tl;
6186         int j;
6187
6188         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6189                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6190
6191                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6192                 if (!sdd->sd)
6193                         return -ENOMEM;
6194
6195                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6196                 if (!sdd->sg)
6197                         return -ENOMEM;
6198
6199                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6200                 if (!sdd->sgp)
6201                         return -ENOMEM;
6202
6203                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6204                         struct sched_domain *sd;
6205                         struct sched_group *sg;
6206                         struct sched_group_power *sgp;
6207
6208                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6209                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6210                         if (!sd)
6211                                 return -ENOMEM;
6212
6213                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6214
6215                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6216                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6217                         if (!sg)
6218                                 return -ENOMEM;
6219
6220                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6221
6222                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
6223                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6224                         if (!sgp)
6225                                 return -ENOMEM;
6226
6227                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6228                 }
6229         }
6230
6231         return 0;
6232 }
6233
6234 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6235 {
6236         struct sched_domain_topology_level *tl;
6237         int j;
6238
6239         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6240                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6241
6242                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6243                         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6244                         if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6245                                 free_sched_groups(sd->groups, 0);
6246                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6247                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6248                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6249                 }
6250                 free_percpu(sdd->sd);
6251                 free_percpu(sdd->sg);
6252                 free_percpu(sdd->sgp);
6253         }
6254 }
6255
6256 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6257                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6258                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6259                 int cpu)
6260 {
6261         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6262         if (!sd)
6263                 return child;
6264
6265         set_domain_attribute(sd, attr);
6266         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6267         if (child) {
6268                 sd->level = child->level + 1;
6269                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6270                 child->parent = sd;
6271         }
6272         sd->child = child;
6273
6274         return sd;
6275 }
6276
6277 /*
6278  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6279  * to the individual cpus
6280  */
6281 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6282                                struct sched_domain_attr *attr)
6283 {
6284         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6285         struct sched_domain *sd;
6286         struct s_data d;
6287         int i, ret = -ENOMEM;
6288
6289         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6290         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6291                 goto error;
6292
6293         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6294         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6295                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6296
6297                 sd = NULL;
6298                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6299                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6300                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6301                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6302                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6303                                 break;
6304                 }
6305
6306                 while (sd->child)
6307                         sd = sd->child;
6308
6309                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6310         }
6311
6312         /* Build the groups for the domains */
6313         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6314                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6315                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6316                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6317                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6318                                         goto error;
6319                         } else {
6320                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6321                                         goto error;
6322                         }
6323                 }
6324         }
6325
6326         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6327         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6328                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6329                         continue;
6330
6331                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6332                         claim_allocations(i, sd);
6333                         init_sched_groups_power(i, sd);
6334                 }
6335         }
6336
6337         /* Attach the domains */
6338         rcu_read_lock();
6339         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6340                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6341                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6342         }
6343         rcu_read_unlock();
6344
6345         ret = 0;
6346 error:
6347         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6348         return ret;
6349 }
6350
6351 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6352 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6353 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6354                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6355
6356 /*
6357  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6358  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6359  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6360  */
6361 static cpumask_var_t fallback_doms;
6362
6363 /*
6364  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6365  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6366  * or 0 if it stayed the same.
6367  */
6368 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6369 {
6370         return 0;
6371 }
6372
6373 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6374 {
6375         int i;
6376         cpumask_var_t *doms;
6377
6378         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6379         if (!doms)
6380                 return NULL;
6381         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6382                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6383                         free_sched_domains(doms, i);
6384                         return NULL;
6385                 }
6386         }
6387         return doms;
6388 }
6389
6390 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6391 {
6392         unsigned int i;
6393         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6394                 free_cpumask_var(doms[i]);
6395         kfree(doms);
6396 }
6397
6398 /*
6399  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6400  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6401  * exclude other special cases in the future.
6402  */
6403 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6404 {
6405         int err;
6406
6407         arch_update_cpu_topology();
6408         ndoms_cur = 1;
6409         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6410         if (!doms_cur)
6411                 doms_cur = &fallback_doms;
6412         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6413         dattr_cur = NULL;
6414         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6415         register_sched_domain_sysctl();
6416
6417         return err;
6418 }
6419
6420 /*
6421  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6422  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6423  */
6424 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6425 {
6426         int i;
6427
6428         rcu_read_lock();
6429         for_each_cpu(i, cpu_map)
6430                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6431         rcu_read_unlock();
6432 }
6433
6434 /* handle null as "default" */
6435 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6436                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6437 {
6438         struct sched_domain_attr tmp;
6439
6440         /* fast path */
6441         if (!new && !cur)
6442                 return 1;
6443
6444         tmp = SD_ATTR_INIT;
6445         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6446                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6447                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6448 }
6449
6450 /*
6451  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6452  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6453  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6454  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6455  *
6456  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6457  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6458  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6459  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6460  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6461  * it as it is.
6462  *
6463  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6464  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6465  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6466  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6467  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6468  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6469  *
6470  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6471  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6472  * and it will not create the default domain.
6473  *
6474  * Call with hotplug lock held
6475  */
6476 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6477                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6478 {
6479         int i, j, n;
6480         int new_topology;
6481
6482         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6483
6484         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6485         unregister_sched_domain_sysctl();
6486
6487         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6488         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6489
6490         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6491
6492         /* Destroy deleted domains */
6493         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6494                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6495                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6496                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6497                                 goto match1;
6498                 }
6499                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6500                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6501 match1:
6502                 ;
6503         }
6504
6505         if (doms_new == NULL) {
6506                 ndoms_cur = 0;
6507                 doms_new = &fallback_doms;
6508                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6509                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6510         }
6511
6512         /* Build new domains */
6513         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6514                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6515                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6516                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6517                                 goto match2;
6518                 }
6519                 /* no match - add a new doms_new */
6520                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6521 match2:
6522                 ;
6523         }
6524
6525         /* Remember the new sched domains */
6526         if (doms_cur != &fallback_doms)
6527                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6528         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6529         doms_cur = doms_new;
6530         dattr_cur = dattr_new;
6531         ndoms_cur = ndoms_new;
6532
6533         register_sched_domain_sysctl();
6534
6535         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6536 }
6537
6538 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6539 static void reinit_sched_domains(void)
6540 {
6541         get_online_cpus();
6542
6543         /* Destroy domains first to force the rebuild */
6544         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
6545
6546         rebuild_sched_domains();
6547         put_online_cpus();
6548 }
6549
6550 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
6551 {
6552         unsigned int level = 0;
6553
6554         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
6555                 return -EINVAL;
6556
6557         /*
6558          * level is always be positive so don't check for
6559          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
6560          * What happens on 0 or 1 byte write,
6561          * need to check for count as well?
6562          */
6563
6564         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
6565                 return -EINVAL;
6566
6567         if (smt)
6568                 sched_smt_power_savings = level;
6569         else
6570                 sched_mc_power_savings = level;
6571
6572         reinit_sched_domains();
6573
6574         return count;
6575 }
6576
6577 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6578 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
6579                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
6580                                            char *page)
6581 {
6582         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
6583 }
6584 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
6585                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6586                                             const char *buf, size_t count)
6587 {
6588         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
6589 }
6590 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
6591                          sched_mc_power_savings_show,
6592                          sched_mc_power_savings_store);
6593 #endif
6594
6595 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6596 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
6597                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6598                                             char *page)
6599 {
6600         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
6601 }
6602 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
6603                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
6604                                              const char *buf, size_t count)
6605 {
6606         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
6607 }
6608 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
6609                    sched_smt_power_savings_show,
6610                    sched_smt_power_savings_store);
6611 #endif
6612
6613 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
6614 {
6615         int err = 0;
6616
6617 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6618         if (smt_capable())
6619                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6620                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
6621 #endif
6622 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6623         if (!err && mc_capable())
6624                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6625                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
6626 #endif
6627         return err;
6628 }
6629 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
6630
6631 /*
6632  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6633  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6634  * around partition_sched_domains().
6635  */
6636 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6637                              void *hcpu)
6638 {
6639         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6640         case CPU_ONLINE:
6641         case CPU_DOWN_FAILED:
6642                 cpuset_update_active_cpus();
6643                 return NOTIFY_OK;
6644         default:
6645                 return NOTIFY_DONE;
6646         }
6647 }
6648
6649 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6650                                void *hcpu)
6651 {
6652         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6653         case CPU_DOWN_PREPARE:
6654                 cpuset_update_active_cpus();
6655                 return NOTIFY_OK;
6656         default:
6657                 return NOTIFY_DONE;
6658         }
6659 }
6660
6661 void __init sched_init_smp(void)
6662 {
6663         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6664
6665         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6666         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6667
6668         get_online_cpus();
6669         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6670         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6671         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6672         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6673                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6674         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6675         put_online_cpus();
6676
6677         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6678         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6679
6680         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6681         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6682
6683         init_hrtick();
6684
6685         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6686         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6687                 BUG();
6688         sched_init_granularity();
6689         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6690
6691         init_sched_rt_class();
6692 }
6693 #else
6694 void __init sched_init_smp(void)
6695 {
6696         sched_init_granularity();
6697 }
6698 #endif /* CONFIG_SMP */
6699
6700 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6701
6702 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6703 {
6704         return in_lock_functions(addr) ||
6705                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6706                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6707 }
6708
6709 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6710 struct task_group root_task_group;
6711 #endif
6712
6713 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6714
6715 void __init sched_init(void)
6716 {
6717         int i, j;
6718         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6719
6720 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6721         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6722 #endif
6723 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6724         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6725 #endif
6726 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6727         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6728 #endif
6729         if (alloc_size) {
6730                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6731
6732 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6733                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6734                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6735
6736                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6737                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6738
6739 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6740 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6741                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6742                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6743
6744                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6745                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6746
6747 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6748 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6749                 for_each_possible_cpu(i) {
6750                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6751                         ptr += cpumask_size();
6752                 }
6753 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6754         }
6755
6756 #ifdef CONFIG_SMP
6757         init_defrootdomain();
6758 #endif
6759
6760         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6761                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6762
6763 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6764         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6765                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6766 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6767
6768 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6769         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6770         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6771         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6772         autogroup_init(&init_task);
6773 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6774
6775         for_each_possible_cpu(i) {
6776                 struct rq *rq;
6777
6778                 rq = cpu_rq(i);
6779                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6780                 rq->nr_running = 0;
6781                 rq->calc_load_active = 0;
6782                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6783                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6784                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6785 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6786                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6787                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6788                 /*
6789                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6790                  *
6791                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6792                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6793                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6794                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6795                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6796                  * (se->load.weight).
6797                  *
6798                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6799                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6800                  * then A0's share of the cpu resource is:
6801                  *
6802                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6803                  *
6804                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6805                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6806                  */
6807                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6808                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6809 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6810
6811                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6812 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6813                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6814                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6815 #endif
6816
6817                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6818                         rq->cpu_load[j] = 0;
6819
6820                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6821
6822 #ifdef CONFIG_SMP
6823                 rq->sd = NULL;
6824                 rq->rd = NULL;
6825                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6826                 rq->post_schedule = 0;
6827                 rq->active_balance = 0;
6828                 rq->next_balance = jiffies;
6829                 rq->push_cpu = 0;
6830                 rq->cpu = i;
6831                 rq->online = 0;
6832                 rq->idle_stamp = 0;
6833                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6834                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6835 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6836                 rq->nohz_balance_kick = 0;
6837 #endif
6838 #endif
6839                 init_rq_hrtick(rq);
6840                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6841         }
6842
6843         set_load_weight(&init_task);
6844
6845 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6846         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6847 #endif
6848
6849 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6850         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6851 #endif
6852
6853         /*
6854          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6855          */
6856         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6857         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6858
6859         /*
6860          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6861          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6862          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6863          * when this runqueue becomes "idle".
6864          */
6865         init_idle(current, smp_processor_id());
6866
6867         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6868
6869         /*
6870          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6871          */
6872         current->sched_class = &fair_sched_class;
6873
6874 #ifdef CONFIG_SMP
6875         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6876         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6877         if (cpu_isolated_map == NULL)
6878                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6879 #endif
6880         init_sched_fair_class();
6881
6882         scheduler_running = 1;
6883 }
6884
6885 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6886 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6887 {
6888         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
6889
6890         return (nested == preempt_offset);
6891 }
6892
6893 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6894 {
6895         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
6896
6897         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
6898         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
6899             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6900                 return;
6901         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6902                 return;
6903         prev_jiffy = jiffies;
6904
6905         printk(KERN_ERR
6906                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6907                         file, line);
6908         printk(KERN_ERR
6909                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6910                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6911                         current->pid, current->comm);
6912
6913         debug_show_held_locks(current);
6914         if (irqs_disabled())
6915                 print_irqtrace_events(current);
6916         dump_stack();
6917 }
6918 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6919 #endif
6920
6921 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6922 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6923 {
6924         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6925         int old_prio = p->prio;
6926         int on_rq;
6927
6928         on_rq = p->on_rq;
6929         if (on_rq)
6930                 deactivate_task(rq, p, 0);
6931         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
6932         if (on_rq) {
6933                 activate_task(rq, p, 0);
6934                 resched_task(rq->curr);
6935         }
6936
6937         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
6938 }
6939
6940 void normalize_rt_tasks(void)
6941 {
6942         struct task_struct *g, *p;
6943         unsigned long flags;
6944         struct rq *rq;
6945
6946         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
6947         do_each_thread(g, p) {
6948                 /*
6949                  * Only normalize user tasks:
6950                  */
6951                 if (!p->mm)
6952                         continue;
6953
6954                 p->se.exec_start                = 0;
6955 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
6956                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
6957                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
6958                 p->se.statistics.block_start    = 0;
6959 #endif
6960
6961                 if (!rt_task(p)) {
6962                         /*
6963                          * Renice negative nice level userspace
6964                          * tasks back to 0:
6965                          */
6966                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
6967                                 set_user_nice(p, 0);
6968                         continue;
6969                 }
6970
6971                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6972                 rq = __task_rq_lock(p);
6973
6974                 normalize_task(rq, p);
6975
6976                 __task_rq_unlock(rq);
6977                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6978         } while_each_thread(g, p);
6979
6980         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
6981 }
6982
6983 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6984
6985 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6986 /*
6987  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6988  *
6989  * They can only be called when the whole system has been
6990  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6991  * activity can take place. Using them for anything else would
6992  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6993  * under any other configuration.
6994  */
6995
6996 /**
6997  * curr_task - return the current task for a given cpu.
6998  * @cpu: the processor in question.
6999  *
7000  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7001  */
7002 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7003 {
7004         return cpu_curr(cpu);
7005 }
7006
7007 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7008
7009 #ifdef CONFIG_IA64
7010 /**
7011  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7012  * @cpu: the processor in question.
7013  * @p: the task pointer to set.
7014  *
7015  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7016  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7017  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7018  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7019  * and caller must save the original value of the current task (see
7020  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7021  * re-starting the system.
7022  *
7023  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7024  */
7025 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7026 {
7027         cpu_curr(cpu) = p;
7028 }
7029
7030 #endif
7031
7032 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7033 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7034 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7035
7036 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7037 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7038 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7039
7040 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7041 {
7042         free_fair_sched_group(tg);
7043         free_rt_sched_group(tg);
7044         autogroup_free(tg);
7045         kfree(tg);
7046 }
7047
7048 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7049 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7050 {
7051         struct task_group *tg;
7052         unsigned long flags;
7053
7054         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7055         if (!tg)
7056                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7057
7058         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7059                 goto err;
7060
7061         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7062                 goto err;
7063
7064         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7065         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7066
7067         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7068
7069         tg->parent = parent;
7070         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7071         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7072         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7073
7074         return tg;
7075
7076 err:
7077         free_sched_group(tg);
7078         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7079 }
7080
7081 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7082 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7083 {
7084         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7085         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7086 }
7087
7088 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7089 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7090 {
7091         unsigned long flags;
7092         int i;
7093
7094         /* end participation in shares distribution */
7095         for_each_possible_cpu(i)
7096                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7097
7098         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7099         list_del_rcu(&tg->list);
7100         list_del_rcu(&tg->siblings);
7101         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7102
7103         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7104         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7105 }
7106
7107 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7108  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7109  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7110  *      reflect its new group.
7111  */
7112 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7113 {
7114         int on_rq, running;
7115         unsigned long flags;
7116         struct rq *rq;
7117
7118         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7119
7120         running = task_current(rq, tsk);
7121         on_rq = tsk->on_rq;
7122
7123         if (on_rq)
7124                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7125         if (unlikely(running))
7126                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7127
7128 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7129         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7130                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7131         else
7132 #endif
7133                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7134
7135         if (unlikely(running))
7136                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7137         if (on_rq)
7138                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7139
7140         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7141 }
7142 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7143
7144 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7145 #endif
7146
7147 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7148 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7149 {
7150         if (runtime == RUNTIME_INF)
7151                 return 1ULL << 20;
7152
7153         return div64_u64(runtime << 20, period);
7154 }
7155 #endif
7156
7157 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7158 /*
7159  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7160  */
7161 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7162
7163 /* Must be called with tasklist_lock held */
7164 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7165 {
7166         struct task_struct *g, *p;
7167
7168         do_each_thread(g, p) {
7169                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7170                         return 1;
7171         } while_each_thread(g, p);
7172
7173         return 0;
7174 }
7175
7176 struct rt_schedulable_data {
7177         struct task_group *tg;
7178         u64 rt_period;
7179         u64 rt_runtime;
7180 };
7181
7182 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7183 {
7184         struct rt_schedulable_data *d = data;
7185         struct task_group *child;
7186         unsigned long total, sum = 0;
7187         u64 period, runtime;
7188
7189         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7190         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7191
7192         if (tg == d->tg) {
7193                 period = d->rt_period;
7194                 runtime = d->rt_runtime;
7195         }
7196
7197         /*
7198          * Cannot have more runtime than the period.
7199          */
7200         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7201                 return -EINVAL;
7202
7203         /*
7204          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7205          */
7206         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7207                 return -EBUSY;
7208
7209         total = to_ratio(period, runtime);
7210
7211         /*
7212          * Nobody can have more than the global setting allows.
7213          */
7214         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7215                 return -EINVAL;
7216
7217         /*
7218          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7219          */
7220         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7221                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7222                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7223
7224                 if (child == d->tg) {
7225                         period = d->rt_period;
7226                         runtime = d->rt_runtime;
7227                 }
7228
7229                 sum += to_ratio(period, runtime);
7230         }
7231
7232         if (sum > total)
7233                 return -EINVAL;
7234
7235         return 0;
7236 }
7237
7238 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7239 {
7240         int ret;
7241
7242         struct rt_schedulable_data data = {
7243                 .tg = tg,
7244                 .rt_period = period,
7245                 .rt_runtime = runtime,
7246         };
7247
7248         rcu_read_lock();
7249         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7250         rcu_read_unlock();
7251
7252         return ret;
7253 }
7254
7255 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7256                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7257 {
7258         int i, err = 0;
7259
7260         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7261         read_lock(&tasklist_lock);
7262         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7263         if (err)
7264                 goto unlock;
7265
7266         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7267         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7268         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7269
7270         for_each_possible_cpu(i) {
7271                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7272
7273                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7274                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7275                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7276         }
7277         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7278 unlock:
7279         read_unlock(&tasklist_lock);
7280         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7281
7282         return err;
7283 }
7284
7285 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7286 {
7287         u64 rt_runtime, rt_period;
7288
7289         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7290         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7291         if (rt_runtime_us < 0)
7292                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7293
7294         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7295 }
7296
7297 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7298 {
7299         u64 rt_runtime_us;
7300
7301         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7302                 return -1;
7303
7304         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7305         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7306         return rt_runtime_us;
7307 }
7308
7309 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7310 {
7311         u64 rt_runtime, rt_period;
7312
7313         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7314         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7315
7316         if (rt_period == 0)
7317                 return -EINVAL;
7318
7319         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7320 }
7321
7322 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7323 {
7324         u64 rt_period_us;
7325
7326         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7327         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7328         return rt_period_us;
7329 }
7330
7331 static int sched_rt_global_constraints(void)
7332 {
7333         u64 runtime, period;
7334         int ret = 0;
7335
7336         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7337                 return -EINVAL;
7338
7339         runtime = global_rt_runtime();
7340         period = global_rt_period();
7341
7342         /*
7343          * Sanity check on the sysctl variables.
7344          */
7345         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7346                 return -EINVAL;
7347
7348         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7349         read_lock(&tasklist_lock);
7350         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7351         read_unlock(&tasklist_lock);
7352         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7353
7354         return ret;
7355 }
7356
7357 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7358 {
7359         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7360         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7361                 return 0;
7362
7363         return 1;
7364 }
7365
7366 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7367 static int sched_rt_global_constraints(void)
7368 {
7369         unsigned long flags;
7370         int i;
7371
7372         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7373                 return -EINVAL;
7374
7375         /*
7376          * There's always some RT tasks in the root group
7377          * -- migration, kstopmachine etc..
7378          */
7379         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7380                 return -EBUSY;
7381
7382         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7383         for_each_possible_cpu(i) {
7384                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7385
7386                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7387                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7388                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7389         }
7390         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7391
7392         return 0;
7393 }
7394 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7395
7396 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7397                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7398                 loff_t *ppos)
7399 {
7400         int ret;
7401         int old_period, old_runtime;
7402         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7403
7404         mutex_lock(&mutex);
7405         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7406         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7407
7408         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7409
7410         if (!ret && write) {
7411                 ret = sched_rt_global_constraints();
7412                 if (ret) {
7413                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7414                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7415                 } else {
7416                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7417                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7418                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7419                 }
7420         }
7421         mutex_unlock(&mutex);
7422
7423         return ret;
7424 }
7425
7426 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7427
7428 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7429 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7430 {
7431         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7432                             struct task_group, css);
7433 }
7434
7435 static struct cgroup_subsys_state *
7436 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7437 {
7438         struct task_group *tg, *parent;
7439
7440         if (!cgrp->parent) {
7441                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7442                 return &root_task_group.css;
7443         }
7444
7445         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7446         tg = sched_create_group(parent);
7447         if (IS_ERR(tg))
7448                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7449
7450         return &tg->css;
7451 }
7452
7453 static void
7454 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7455 {
7456         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7457
7458         sched_destroy_group(tg);
7459 }
7460
7461 static int
7462 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7463 {
7464 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7465         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
7466                 return -EINVAL;
7467 #else
7468         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7469         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
7470                 return -EINVAL;
7471 #endif
7472         return 0;
7473 }
7474
7475 static void
7476 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7477 {
7478         sched_move_task(tsk);
7479 }
7480
7481 static void
7482 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
7483                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
7484 {
7485         /*
7486          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7487          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7488          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7489          */
7490         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7491                 return;
7492
7493         sched_move_task(task);
7494 }
7495
7496 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7497 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7498                                 u64 shareval)
7499 {
7500         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7501 }
7502
7503 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7504 {
7505         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7506
7507         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7508 }
7509
7510 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7511 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7512
7513 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7514 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7515
7516 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7517
7518 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7519 {
7520         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7521         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7522
7523         if (tg == &root_task_group)
7524                 return -EINVAL;
7525
7526         /*
7527          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7528          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7529          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7530          */
7531         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7532                 return -EINVAL;
7533
7534         /*
7535          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7536          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7537          * feasibility.
7538          */
7539         if (period > max_cfs_quota_period)
7540                 return -EINVAL;
7541
7542         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7543         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7544         if (ret)
7545                 goto out_unlock;
7546
7547         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7548         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7549         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7550         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7551         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7552         cfs_b->quota = quota;
7553
7554         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7555         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7556         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7557                 /* force a reprogram */
7558                 cfs_b->timer_active = 0;
7559                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7560         }
7561         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7562
7563         for_each_possible_cpu(i) {
7564                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7565                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7566
7567                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7568                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7569                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7570
7571                 if (cfs_rq->throttled)
7572                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7573                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7574         }
7575 out_unlock:
7576         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7577
7578         return ret;
7579 }
7580
7581 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7582 {
7583         u64 quota, period;
7584
7585         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7586         if (cfs_quota_us < 0)
7587                 quota = RUNTIME_INF;
7588         else
7589                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7590
7591         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7592 }
7593
7594 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7595 {
7596         u64 quota_us;
7597
7598         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7599                 return -1;
7600
7601         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7602         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7603
7604         return quota_us;
7605 }
7606
7607 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7608 {
7609         u64 quota, period;
7610
7611         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7612         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7613
7614         if (period <= 0)
7615                 return -EINVAL;
7616
7617         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7618 }
7619
7620 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7621 {
7622         u64 cfs_period_us;
7623
7624         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7625         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7626
7627         return cfs_period_us;
7628 }
7629
7630 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7631 {
7632         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7633 }
7634
7635 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7636                                 s64 cfs_quota_us)
7637 {
7638         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7639 }
7640
7641 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7642 {
7643         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7644 }
7645
7646 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7647                                 u64 cfs_period_us)
7648 {
7649         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7650 }
7651
7652 struct cfs_schedulable_data {
7653         struct task_group *tg;
7654         u64 period, quota;
7655 };
7656
7657 /*
7658  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7659  * note: units are usecs
7660  */
7661 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7662                                struct cfs_schedulable_data *d)
7663 {
7664         u64 quota, period;
7665
7666         if (tg == d->tg) {
7667                 period = d->period;
7668                 quota = d->quota;
7669         } else {
7670                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7671                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7672         }
7673
7674         /* note: these should typically be equivalent */
7675         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7676                 return RUNTIME_INF;
7677
7678         return to_ratio(period, quota);
7679 }
7680
7681 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7682 {
7683         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7684         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7685         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7686
7687         if (!tg->parent) {
7688                 quota = RUNTIME_INF;
7689         } else {
7690                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7691
7692                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7693                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7694
7695                 /*
7696                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7697                  * limit is set
7698                  */
7699                 if (quota == RUNTIME_INF)
7700                         quota = parent_quota;
7701                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7702                         return -EINVAL;
7703         }
7704         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7705
7706         return 0;
7707 }
7708
7709 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7710 {
7711         int ret;
7712         struct cfs_schedulable_data data = {
7713                 .tg = tg,
7714                 .period = period,
7715                 .quota = quota,
7716         };
7717
7718         if (quota != RUNTIME_INF) {
7719                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7720                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7721         }
7722
7723         rcu_read_lock();
7724         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7725         rcu_read_unlock();
7726
7727         return ret;
7728 }
7729
7730 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7731                 struct cgroup_map_cb *cb)
7732 {
7733         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7734         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7735
7736         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7737         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7738         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7739
7740         return 0;
7741 }
7742 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7743 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7744
7745 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7746 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7747                                 s64 val)
7748 {
7749         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7750 }
7751
7752 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7753 {
7754         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7755 }
7756
7757 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7758                 u64 rt_period_us)
7759 {
7760         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7761 }
7762
7763 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7764 {
7765         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7766 }
7767 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7768
7769 static struct cftype cpu_files[] = {
7770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7771         {
7772                 .name = "shares",
7773                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7774                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7775         },
7776 #endif
7777 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7778         {
7779                 .name = "cfs_quota_us",
7780                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7781                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7782         },
7783         {
7784                 .name = "cfs_period_us",
7785                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7786                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7787         },
7788         {
7789                 .name = "stat",
7790                 .read_map = cpu_stats_show,
7791         },
7792 #endif
7793 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7794         {
7795                 .name = "rt_runtime_us",
7796                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7797                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7798         },
7799         {
7800                 .name = "rt_period_us",
7801                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7802                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7803         },
7804 #endif
7805 };
7806
7807 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
7808 {
7809         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
7810 }
7811
7812 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7813         .name           = "cpu",
7814         .create         = cpu_cgroup_create,
7815         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
7816         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
7817         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
7818         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7819         .populate       = cpu_cgroup_populate,
7820         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7821         .early_init     = 1,
7822 };
7823
7824 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7825
7826 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7827
7828 /*
7829  * CPU accounting code for task groups.
7830  *
7831  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
7832  * (balbir@in.ibm.com).
7833  */
7834
7835 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
7836 struct cpuacct {
7837         struct cgroup_subsys_state css;
7838         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
7839         u64 __percpu *cpuusage;
7840         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
7841         struct cpuacct *parent;
7842 };
7843
7844 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
7845
7846 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
7847 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
7848 {
7849         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
7850                             struct cpuacct, css);
7851 }
7852
7853 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
7854 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
7855 {
7856         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
7857                             struct cpuacct, css);
7858 }
7859
7860 /* create a new cpu accounting group */
7861 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
7862         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7863 {
7864         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
7865         int i;
7866
7867         if (!ca)
7868                 goto out;
7869
7870         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
7871         if (!ca->cpuusage)
7872                 goto out_free_ca;
7873
7874         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
7875                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
7876                         goto out_free_counters;
7877
7878         if (cgrp->parent)
7879                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
7880
7881         return &ca->css;
7882
7883 out_free_counters:
7884         while (--i >= 0)
7885                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
7886         free_percpu(ca->cpuusage);
7887 out_free_ca:
7888         kfree(ca);
7889 out:
7890         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7891 }
7892
7893 /* destroy an existing cpu accounting group */
7894 static void
7895 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7896 {
7897         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7898         int i;
7899
7900         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
7901                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
7902         free_percpu(ca->cpuusage);
7903         kfree(ca);
7904 }
7905
7906 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
7907 {
7908         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7909         u64 data;
7910
7911 #ifndef CONFIG_64BIT
7912         /*
7913          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
7914          */
7915         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7916         data = *cpuusage;
7917         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7918 #else
7919         data = *cpuusage;
7920 #endif
7921
7922         return data;
7923 }
7924
7925 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
7926 {
7927         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7928
7929 #ifndef CONFIG_64BIT
7930         /*
7931          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
7932          */
7933         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7934         *cpuusage = val;
7935         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7936 #else
7937         *cpuusage = val;
7938 #endif
7939 }
7940
7941 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
7942 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7943 {
7944         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7945         u64 totalcpuusage = 0;
7946         int i;
7947
7948         for_each_present_cpu(i)
7949                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7950
7951         return totalcpuusage;
7952 }
7953
7954 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7955                                                                 u64 reset)
7956 {
7957         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7958         int err = 0;
7959         int i;
7960
7961         if (reset) {
7962                 err = -EINVAL;
7963                 goto out;
7964         }
7965
7966         for_each_present_cpu(i)
7967                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
7968
7969 out:
7970         return err;
7971 }
7972
7973 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
7974                                    struct seq_file *m)
7975 {
7976         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
7977         u64 percpu;
7978         int i;
7979
7980         for_each_present_cpu(i) {
7981                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7982                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
7983         }
7984         seq_printf(m, "\n");
7985         return 0;
7986 }
7987
7988 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
7989         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
7990         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
7991 };
7992
7993 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7994                 struct cgroup_map_cb *cb)
7995 {
7996         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7997         int i;
7998
7999         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
8000                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
8001                 val = cputime64_to_clock_t(val);
8002                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
8003         }
8004         return 0;
8005 }
8006
8007 static struct cftype files[] = {
8008         {
8009                 .name = "usage",
8010                 .read_u64 = cpuusage_read,
8011                 .write_u64 = cpuusage_write,
8012         },
8013         {
8014                 .name = "usage_percpu",
8015                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8016         },
8017         {
8018                 .name = "stat",
8019                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8020         },
8021 };
8022
8023 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
8024 {
8025         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
8026 }
8027
8028 /*
8029  * charge this task's execution time to its accounting group.
8030  *
8031  * called with rq->lock held.
8032  */
8033 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8034 {
8035         struct cpuacct *ca;
8036         int cpu;
8037
8038         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8039                 return;
8040
8041         cpu = task_cpu(tsk);
8042
8043         rcu_read_lock();
8044
8045         ca = task_ca(tsk);
8046
8047         for (; ca; ca = ca->parent) {
8048                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8049                 *cpuusage += cputime;
8050         }
8051
8052         rcu_read_unlock();
8053 }
8054
8055 /*
8056  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
8057  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
8058  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
8059  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
8060  *
8061  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
8062  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
8063  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
8064  */
8065 #ifdef CONFIG_SMP
8066 #define CPUACCT_BATCH   \
8067         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
8068 #else
8069 #define CPUACCT_BATCH   0
8070 #endif
8071
8072 /*
8073  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
8074  */
8075 void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
8076                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
8077 {
8078         struct cpuacct *ca;
8079         int batch = CPUACCT_BATCH;
8080
8081         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8082                 return;
8083
8084         rcu_read_lock();
8085         ca = task_ca(tsk);
8086
8087         do {
8088                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
8089                 ca = ca->parent;
8090         } while (ca);
8091         rcu_read_unlock();
8092 }
8093
8094 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8095         .name = "cpuacct",
8096         .create = cpuacct_create,
8097         .destroy = cpuacct_destroy,
8098         .populate = cpuacct_populate,
8099         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8100 };
8101 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */