sched/accounting: Re-use scheduler statistics for the root cgroup
[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         int cpu = smp_processor_id();
579         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
580 }
581
582 #else /* CONFIG_NO_HZ */
583
584 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
585 {
586         return false;
587 }
588
589 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
590
591 void sched_avg_update(struct rq *rq)
592 {
593         s64 period = sched_avg_period();
594
595         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
596                 /*
597                  * Inline assembly required to prevent the compiler
598                  * optimising this loop into a divmod call.
599                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
600                  */
601                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
602                 rq->age_stamp += period;
603                 rq->rt_avg /= 2;
604         }
605 }
606
607 #else /* !CONFIG_SMP */
608 void resched_task(struct task_struct *p)
609 {
610         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
611         set_tsk_need_resched(p);
612 }
613 #endif /* CONFIG_SMP */
614
615 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
616                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
617 /*
618  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
619  * node and @up when leaving it for the final time.
620  *
621  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
622  */
623 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
624                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
625 {
626         struct task_group *parent, *child;
627         int ret;
628
629         parent = from;
630
631 down:
632         ret = (*down)(parent, data);
633         if (ret)
634                 goto out;
635         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
636                 parent = child;
637                 goto down;
638
639 up:
640                 continue;
641         }
642         ret = (*up)(parent, data);
643         if (ret || parent == from)
644                 goto out;
645
646         child = parent;
647         parent = parent->parent;
648         if (parent)
649                 goto up;
650 out:
651         return ret;
652 }
653
654 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
655 {
656         return 0;
657 }
658 #endif
659
660 void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
661
662 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
663 {
664         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
665         struct load_weight *load = &p->se.load;
666
667         /*
668          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
669          */
670         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
671                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
672                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
673                 return;
674         }
675
676         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
677         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
678 }
679
680 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
681 {
682         update_rq_clock(rq);
683         sched_info_queued(p);
684         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
685 }
686
687 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
688 {
689         update_rq_clock(rq);
690         sched_info_dequeued(p);
691         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
692 }
693
694 /*
695  * activate_task - move a task to the runqueue.
696  */
697 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
698 {
699         if (task_contributes_to_load(p))
700                 rq->nr_uninterruptible--;
701
702         enqueue_task(rq, p, flags);
703 }
704
705 /*
706  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
707  */
708 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
709 {
710         if (task_contributes_to_load(p))
711                 rq->nr_uninterruptible++;
712
713         dequeue_task(rq, p, flags);
714 }
715
716 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
717
718 /*
719  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
720  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
721  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
722  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
723  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
724  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
725  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
726  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
727  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
728  */
729 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
730 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
731
732 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
733 static int sched_clock_irqtime;
734
735 void enable_sched_clock_irqtime(void)
736 {
737         sched_clock_irqtime = 1;
738 }
739
740 void disable_sched_clock_irqtime(void)
741 {
742         sched_clock_irqtime = 0;
743 }
744
745 #ifndef CONFIG_64BIT
746 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
747
748 static inline void irq_time_write_begin(void)
749 {
750         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
751         smp_wmb();
752 }
753
754 static inline void irq_time_write_end(void)
755 {
756         smp_wmb();
757         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
758 }
759
760 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
761 {
762         u64 irq_time;
763         unsigned seq;
764
765         do {
766                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
767                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
768                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
769         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
770
771         return irq_time;
772 }
773 #else /* CONFIG_64BIT */
774 static inline void irq_time_write_begin(void)
775 {
776 }
777
778 static inline void irq_time_write_end(void)
779 {
780 }
781
782 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
783 {
784         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
785 }
786 #endif /* CONFIG_64BIT */
787
788 /*
789  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
790  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
791  */
792 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
793 {
794         unsigned long flags;
795         s64 delta;
796         int cpu;
797
798         if (!sched_clock_irqtime)
799                 return;
800
801         local_irq_save(flags);
802
803         cpu = smp_processor_id();
804         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
805         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
806
807         irq_time_write_begin();
808         /*
809          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
810          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
811          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
812          * that do not consume any time, but still wants to run.
813          */
814         if (hardirq_count())
815                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
816         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
817                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
818
819         irq_time_write_end();
820         local_irq_restore(flags);
821 }
822 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
823
824 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
825
826 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
827 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
828 {
829         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
830                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
831
832         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
833 }
834 #endif
835
836 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
837 {
838 /*
839  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
840  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
841  */
842 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
843         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
844 #endif
845 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
846         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
847
848         /*
849          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
850          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
851          * {soft,}irq region.
852          *
853          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
854          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
855          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
856          * monotonic.
857          *
858          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
859          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
860          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
861          * atomic ops.
862          */
863         if (irq_delta > delta)
864                 irq_delta = delta;
865
866         rq->prev_irq_time += irq_delta;
867         delta -= irq_delta;
868 #endif
869 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
870         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
871                 u64 st;
872
873                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
874                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
875
876                 if (unlikely(steal > delta))
877                         steal = delta;
878
879                 st = steal_ticks(steal);
880                 steal = st * TICK_NSEC;
881
882                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
883
884                 delta -= steal;
885         }
886 #endif
887
888         rq->clock_task += delta;
889
890 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
891         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
892                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
893 #endif
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
897 static int irqtime_account_hi_update(void)
898 {
899         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
900         unsigned long flags;
901         u64 latest_ns;
902         int ret = 0;
903
904         local_irq_save(flags);
905         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
906         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat[CPUTIME_IRQ]))
907                 ret = 1;
908         local_irq_restore(flags);
909         return ret;
910 }
911
912 static int irqtime_account_si_update(void)
913 {
914         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
915         unsigned long flags;
916         u64 latest_ns;
917         int ret = 0;
918
919         local_irq_save(flags);
920         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
921         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ]))
922                 ret = 1;
923         local_irq_restore(flags);
924         return ret;
925 }
926
927 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
928
929 #define sched_clock_irqtime     (0)
930
931 #endif
932
933 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
934 {
935         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
936         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
937
938         if (stop) {
939                 /*
940                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
941                  * userspace knows about and won't get confused about.
942                  *
943                  * Also, it will make PI more or less work without too
944                  * much confusion -- but then, stop work should not
945                  * rely on PI working anyway.
946                  */
947                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
948
949                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
950         }
951
952         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
953
954         if (old_stop) {
955                 /*
956                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
957                  * it can die in pieces.
958                  */
959                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
960         }
961 }
962
963 /*
964  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
965  */
966 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
967 {
968         return p->static_prio;
969 }
970
971 /*
972  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
973  * without taking RT-inheritance into account. Might be
974  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
975  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
976  * estimator recalculates.
977  */
978 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
979 {
980         int prio;
981
982         if (task_has_rt_policy(p))
983                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
984         else
985                 prio = __normal_prio(p);
986         return prio;
987 }
988
989 /*
990  * Calculate the current priority, i.e. the priority
991  * taken into account by the scheduler. This value might
992  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
993  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
994  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
995  */
996 static int effective_prio(struct task_struct *p)
997 {
998         p->normal_prio = normal_prio(p);
999         /*
1000          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1001          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1002          * to the normal priority:
1003          */
1004         if (!rt_prio(p->prio))
1005                 return p->normal_prio;
1006         return p->prio;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1011  * @p: the task in question.
1012  */
1013 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1014 {
1015         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1016 }
1017
1018 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1019                                        const struct sched_class *prev_class,
1020                                        int oldprio)
1021 {
1022         if (prev_class != p->sched_class) {
1023                 if (prev_class->switched_from)
1024                         prev_class->switched_from(rq, p);
1025                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1026         } else if (oldprio != p->prio)
1027                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1028 }
1029
1030 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1031 {
1032         const struct sched_class *class;
1033
1034         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1035                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1036         } else {
1037                 for_each_class(class) {
1038                         if (class == rq->curr->sched_class)
1039                                 break;
1040                         if (class == p->sched_class) {
1041                                 resched_task(rq->curr);
1042                                 break;
1043                         }
1044                 }
1045         }
1046
1047         /*
1048          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1049          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1050          */
1051         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1052                 rq->skip_clock_update = 1;
1053 }
1054
1055 #ifdef CONFIG_SMP
1056 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1057 {
1058 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1059         /*
1060          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1061          * ttwu() will sort out the placement.
1062          */
1063         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1064                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
1065
1066 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1067         /*
1068          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1069          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1070          *
1071          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1072          * see set_task_rq().
1073          *
1074          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1075          * task_rq_lock().
1076          */
1077         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1078                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1079 #endif
1080 #endif
1081
1082         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1083
1084         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1085                 p->se.nr_migrations++;
1086                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1087         }
1088
1089         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1090 }
1091
1092 struct migration_arg {
1093         struct task_struct *task;
1094         int dest_cpu;
1095 };
1096
1097 static int migration_cpu_stop(void *data);
1098
1099 /*
1100  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1101  *
1102  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1103  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1104  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1105  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1106  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1107  * @p has remained unscheduled the whole time.
1108  *
1109  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1110  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1111  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1112  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1113  * waiting to become inactive.
1114  */
1115 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1116 {
1117         unsigned long flags;
1118         int running, on_rq;
1119         unsigned long ncsw;
1120         struct rq *rq;
1121
1122         for (;;) {
1123                 /*
1124                  * We do the initial early heuristics without holding
1125                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1126                  * the runqueue lock when things look like they will
1127                  * work out!
1128                  */
1129                 rq = task_rq(p);
1130
1131                 /*
1132                  * If the task is actively running on another CPU
1133                  * still, just relax and busy-wait without holding
1134                  * any locks.
1135                  *
1136                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1137                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1138                  * But we don't care, since "task_running()" will
1139                  * return false if the runqueue has changed and p
1140                  * is actually now running somewhere else!
1141                  */
1142                 while (task_running(rq, p)) {
1143                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1144                                 return 0;
1145                         cpu_relax();
1146                 }
1147
1148                 /*
1149                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1150                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1151                  * just go back and repeat.
1152                  */
1153                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1154                 trace_sched_wait_task(p);
1155                 running = task_running(rq, p);
1156                 on_rq = p->on_rq;
1157                 ncsw = 0;
1158                 if (!match_state || p->state == match_state)
1159                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1160                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1161
1162                 /*
1163                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1164                  */
1165                 if (unlikely(!ncsw))
1166                         break;
1167
1168                 /*
1169                  * Was it really running after all now that we
1170                  * checked with the proper locks actually held?
1171                  *
1172                  * Oops. Go back and try again..
1173                  */
1174                 if (unlikely(running)) {
1175                         cpu_relax();
1176                         continue;
1177                 }
1178
1179                 /*
1180                  * It's not enough that it's not actively running,
1181                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1182                  * preempted!
1183                  *
1184                  * So if it was still runnable (but just not actively
1185                  * running right now), it's preempted, and we should
1186                  * yield - it could be a while.
1187                  */
1188                 if (unlikely(on_rq)) {
1189                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1190
1191                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1192                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1193                         continue;
1194                 }
1195
1196                 /*
1197                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1198                  * runnable, which means that it will never become
1199                  * running in the future either. We're all done!
1200                  */
1201                 break;
1202         }
1203
1204         return ncsw;
1205 }
1206
1207 /***
1208  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1209  * @p: the to-be-kicked thread
1210  *
1211  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1212  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1213  *
1214  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1215  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1216  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1217  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1218  * achieved as well.
1219  */
1220 void kick_process(struct task_struct *p)
1221 {
1222         int cpu;
1223
1224         preempt_disable();
1225         cpu = task_cpu(p);
1226         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1227                 smp_send_reschedule(cpu);
1228         preempt_enable();
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1231 #endif /* CONFIG_SMP */
1232
1233 #ifdef CONFIG_SMP
1234 /*
1235  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1236  */
1237 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1238 {
1239         int dest_cpu;
1240         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1241
1242         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1243         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
1244                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1245                         return dest_cpu;
1246
1247         /* Any allowed, online CPU? */
1248         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
1249         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
1250                 return dest_cpu;
1251
1252         /* No more Mr. Nice Guy. */
1253         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1254         /*
1255          * Don't tell them about moving exiting tasks or
1256          * kernel threads (both mm NULL), since they never
1257          * leave kernel.
1258          */
1259         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1260                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1261                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1262         }
1263
1264         return dest_cpu;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1269  */
1270 static inline
1271 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1272 {
1273         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1274
1275         /*
1276          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1277          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1278          * cpu.
1279          *
1280          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1281          *
1282          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1283          *   not worry about this generic constraint ]
1284          */
1285         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1286                      !cpu_online(cpu)))
1287                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1288
1289         return cpu;
1290 }
1291
1292 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1293 {
1294         s64 diff = sample - *avg;
1295         *avg += diff >> 3;
1296 }
1297 #endif
1298
1299 static void
1300 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1301 {
1302 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1303         struct rq *rq = this_rq();
1304
1305 #ifdef CONFIG_SMP
1306         int this_cpu = smp_processor_id();
1307
1308         if (cpu == this_cpu) {
1309                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1310                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1311         } else {
1312                 struct sched_domain *sd;
1313
1314                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1315                 rcu_read_lock();
1316                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1317                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1318                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1319                                 break;
1320                         }
1321                 }
1322                 rcu_read_unlock();
1323         }
1324
1325         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1326                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1327
1328 #endif /* CONFIG_SMP */
1329
1330         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1331         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1332
1333         if (wake_flags & WF_SYNC)
1334                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1335
1336 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1337 }
1338
1339 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1340 {
1341         activate_task(rq, p, en_flags);
1342         p->on_rq = 1;
1343
1344         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1345         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1346                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1347 }
1348
1349 /*
1350  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1351  */
1352 static void
1353 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1354 {
1355         trace_sched_wakeup(p, true);
1356         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1357
1358         p->state = TASK_RUNNING;
1359 #ifdef CONFIG_SMP
1360         if (p->sched_class->task_woken)
1361                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1362
1363         if (rq->idle_stamp) {
1364                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1365                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1366
1367                 if (delta > max)
1368                         rq->avg_idle = max;
1369                 else
1370                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1371                 rq->idle_stamp = 0;
1372         }
1373 #endif
1374 }
1375
1376 static void
1377 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1378 {
1379 #ifdef CONFIG_SMP
1380         if (p->sched_contributes_to_load)
1381                 rq->nr_uninterruptible--;
1382 #endif
1383
1384         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1385         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1390  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1391  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1392  * the task is still ->on_rq.
1393  */
1394 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1395 {
1396         struct rq *rq;
1397         int ret = 0;
1398
1399         rq = __task_rq_lock(p);
1400         if (p->on_rq) {
1401                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1402                 ret = 1;
1403         }
1404         __task_rq_unlock(rq);
1405
1406         return ret;
1407 }
1408
1409 #ifdef CONFIG_SMP
1410 static void sched_ttwu_pending(void)
1411 {
1412         struct rq *rq = this_rq();
1413         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1414         struct task_struct *p;
1415
1416         raw_spin_lock(&rq->lock);
1417
1418         while (llist) {
1419                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1420                 llist = llist_next(llist);
1421                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1422         }
1423
1424         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1425 }
1426
1427 void scheduler_ipi(void)
1428 {
1429         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1430                 return;
1431
1432         /*
1433          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1434          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1435          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1436          * we do call them.
1437          *
1438          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1439          * properly.
1440          *
1441          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1442          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1443          * somewhat pessimize the simple resched case.
1444          */
1445         irq_enter();
1446         sched_ttwu_pending();
1447
1448         /*
1449          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1450          */
1451         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1452                 this_rq()->idle_balance = 1;
1453                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1454         }
1455         irq_exit();
1456 }
1457
1458 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1459 {
1460         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1461                 smp_send_reschedule(cpu);
1462 }
1463
1464 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1465 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1466 {
1467         struct rq *rq;
1468         int ret = 0;
1469
1470         rq = __task_rq_lock(p);
1471         if (p->on_cpu) {
1472                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1473                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1474                 ret = 1;
1475         }
1476         __task_rq_unlock(rq);
1477
1478         return ret;
1479
1480 }
1481 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1482 #endif /* CONFIG_SMP */
1483
1484 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1485 {
1486         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1487
1488 #if defined(CONFIG_SMP)
1489         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
1490                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1491                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1492                 return;
1493         }
1494 #endif
1495
1496         raw_spin_lock(&rq->lock);
1497         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1498         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1499 }
1500
1501 /**
1502  * try_to_wake_up - wake up a thread
1503  * @p: the thread to be awakened
1504  * @state: the mask of task states that can be woken
1505  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1506  *
1507  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1508  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1509  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1510  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1511  * runnable without the overhead of this.
1512  *
1513  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1514  * or @state didn't match @p's state.
1515  */
1516 static int
1517 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1518 {
1519         unsigned long flags;
1520         int cpu, success = 0;
1521
1522         smp_wmb();
1523         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1524         if (!(p->state & state))
1525                 goto out;
1526
1527         success = 1; /* we're going to change ->state */
1528         cpu = task_cpu(p);
1529
1530         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1531                 goto stat;
1532
1533 #ifdef CONFIG_SMP
1534         /*
1535          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1536          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1537          */
1538         while (p->on_cpu) {
1539 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1540                 /*
1541                  * In case the architecture enables interrupts in
1542                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
1543                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
1544                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
1545                  * remote wakeup.
1546                  */
1547                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
1548                         goto stat;
1549 #else
1550                 cpu_relax();
1551 #endif
1552         }
1553         /*
1554          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1555          */
1556         smp_rmb();
1557
1558         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1559         p->state = TASK_WAKING;
1560
1561         if (p->sched_class->task_waking)
1562                 p->sched_class->task_waking(p);
1563
1564         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1565         if (task_cpu(p) != cpu) {
1566                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1567                 set_task_cpu(p, cpu);
1568         }
1569 #endif /* CONFIG_SMP */
1570
1571         ttwu_queue(p, cpu);
1572 stat:
1573         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1574 out:
1575         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1576
1577         return success;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1582  * @p: the thread to be awakened
1583  *
1584  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1585  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1586  * the current task.
1587  */
1588 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1589 {
1590         struct rq *rq = task_rq(p);
1591
1592         BUG_ON(rq != this_rq());
1593         BUG_ON(p == current);
1594         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1595
1596         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1597                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1598                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1599                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1600         }
1601
1602         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1603                 goto out;
1604
1605         if (!p->on_rq)
1606                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1607
1608         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1609         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1610 out:
1611         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1612 }
1613
1614 /**
1615  * wake_up_process - Wake up a specific process
1616  * @p: The process to be woken up.
1617  *
1618  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1619  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1620  * running.
1621  *
1622  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1623  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1624  */
1625 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1626 {
1627         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1630
1631 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1632 {
1633         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1638  * p is forked by current.
1639  *
1640  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1641  */
1642 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1643 {
1644         p->on_rq                        = 0;
1645
1646         p->se.on_rq                     = 0;
1647         p->se.exec_start                = 0;
1648         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1649         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1650         p->se.nr_migrations             = 0;
1651         p->se.vruntime                  = 0;
1652         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1653
1654 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1655         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1656 #endif
1657
1658         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1659
1660 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1661         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1662 #endif
1663 }
1664
1665 /*
1666  * fork()/clone()-time setup:
1667  */
1668 void sched_fork(struct task_struct *p)
1669 {
1670         unsigned long flags;
1671         int cpu = get_cpu();
1672
1673         __sched_fork(p);
1674         /*
1675          * We mark the process as running here. This guarantees that
1676          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1677          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1678          */
1679         p->state = TASK_RUNNING;
1680
1681         /*
1682          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1683          */
1684         p->prio = current->normal_prio;
1685
1686         /*
1687          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1688          */
1689         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1690                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1691                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1692                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1693                         p->rt_priority = 0;
1694                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1695                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1696
1697                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1698                 set_load_weight(p);
1699
1700                 /*
1701                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1702                  * fulfilled its duty:
1703                  */
1704                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1705         }
1706
1707         if (!rt_prio(p->prio))
1708                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1709
1710         if (p->sched_class->task_fork)
1711                 p->sched_class->task_fork(p);
1712
1713         /*
1714          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1715          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1716          * is ran before sched_fork().
1717          *
1718          * Silence PROVE_RCU.
1719          */
1720         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1721         set_task_cpu(p, cpu);
1722         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1723
1724 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1725         if (likely(sched_info_on()))
1726                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1727 #endif
1728 #if defined(CONFIG_SMP)
1729         p->on_cpu = 0;
1730 #endif
1731 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1732         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1733         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1734 #endif
1735 #ifdef CONFIG_SMP
1736         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1737 #endif
1738
1739         put_cpu();
1740 }
1741
1742 /*
1743  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1744  *
1745  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1746  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1747  * on the runqueue and wakes it.
1748  */
1749 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1750 {
1751         unsigned long flags;
1752         struct rq *rq;
1753
1754         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1755 #ifdef CONFIG_SMP
1756         /*
1757          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1758          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1759          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1760          */
1761         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1762 #endif
1763
1764         rq = __task_rq_lock(p);
1765         activate_task(rq, p, 0);
1766         p->on_rq = 1;
1767         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1768         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1769 #ifdef CONFIG_SMP
1770         if (p->sched_class->task_woken)
1771                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1772 #endif
1773         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1774 }
1775
1776 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1777
1778 /**
1779  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1780  * @notifier: notifier struct to register
1781  */
1782 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1783 {
1784         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1787
1788 /**
1789  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1790  * @notifier: notifier struct to unregister
1791  *
1792  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1793  */
1794 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1795 {
1796         hlist_del(&notifier->link);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1799
1800 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1801 {
1802         struct preempt_notifier *notifier;
1803         struct hlist_node *node;
1804
1805         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1806                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1807 }
1808
1809 static void
1810 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1811                                  struct task_struct *next)
1812 {
1813         struct preempt_notifier *notifier;
1814         struct hlist_node *node;
1815
1816         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1817                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1818 }
1819
1820 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1821
1822 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1823 {
1824 }
1825
1826 static void
1827 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1828                                  struct task_struct *next)
1829 {
1830 }
1831
1832 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1833
1834 /**
1835  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1836  * @rq: the runqueue preparing to switch
1837  * @prev: the current task that is being switched out
1838  * @next: the task we are going to switch to.
1839  *
1840  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1841  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1842  * switch.
1843  *
1844  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1845  * hooks.
1846  */
1847 static inline void
1848 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1849                     struct task_struct *next)
1850 {
1851         sched_info_switch(prev, next);
1852         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1853         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1854         prepare_lock_switch(rq, next);
1855         prepare_arch_switch(next);
1856         trace_sched_switch(prev, next);
1857 }
1858
1859 /**
1860  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1861  * @rq: runqueue associated with task-switch
1862  * @prev: the thread we just switched away from.
1863  *
1864  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1865  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1866  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1867  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1868  *
1869  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1870  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1871  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1872  * details.)
1873  */
1874 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1875         __releases(rq->lock)
1876 {
1877         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1878         long prev_state;
1879
1880         rq->prev_mm = NULL;
1881
1882         /*
1883          * A task struct has one reference for the use as "current".
1884          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1885          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1886          * the scheduled task must drop that reference.
1887          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1888          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1889          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1890          * be dropped twice.
1891          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1892          */
1893         prev_state = prev->state;
1894         finish_arch_switch(prev);
1895 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1896         local_irq_disable();
1897 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1898         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1899 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1900         local_irq_enable();
1901 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1902         finish_lock_switch(rq, prev);
1903
1904         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1905         if (mm)
1906                 mmdrop(mm);
1907         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1908                 /*
1909                  * Remove function-return probe instances associated with this
1910                  * task and put them back on the free list.
1911                  */
1912                 kprobe_flush_task(prev);
1913                 put_task_struct(prev);
1914         }
1915 }
1916
1917 #ifdef CONFIG_SMP
1918
1919 /* assumes rq->lock is held */
1920 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1921 {
1922         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1923                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1924 }
1925
1926 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1927 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1928 {
1929         if (rq->post_schedule) {
1930                 unsigned long flags;
1931
1932                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1933                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1934                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1935                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1936
1937                 rq->post_schedule = 0;
1938         }
1939 }
1940
1941 #else
1942
1943 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1944 {
1945 }
1946
1947 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1948 {
1949 }
1950
1951 #endif
1952
1953 /**
1954  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1955  * @prev: the thread we just switched away from.
1956  */
1957 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1958         __releases(rq->lock)
1959 {
1960         struct rq *rq = this_rq();
1961
1962         finish_task_switch(rq, prev);
1963
1964         /*
1965          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1966          * task_switch?
1967          */
1968         post_schedule(rq);
1969
1970 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1971         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1972         preempt_enable();
1973 #endif
1974         if (current->set_child_tid)
1975                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1976 }
1977
1978 /*
1979  * context_switch - switch to the new MM and the new
1980  * thread's register state.
1981  */
1982 static inline void
1983 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1984                struct task_struct *next)
1985 {
1986         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1987
1988         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1989
1990         mm = next->mm;
1991         oldmm = prev->active_mm;
1992         /*
1993          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1994          * combine the page table reload and the switch backend into
1995          * one hypercall.
1996          */
1997         arch_start_context_switch(prev);
1998
1999         if (!mm) {
2000                 next->active_mm = oldmm;
2001                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2002                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2003         } else
2004                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2005
2006         if (!prev->mm) {
2007                 prev->active_mm = NULL;
2008                 rq->prev_mm = oldmm;
2009         }
2010         /*
2011          * Since the runqueue lock will be released by the next
2012          * task (which is an invalid locking op but in the case
2013          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2014          * do an early lockdep release here:
2015          */
2016 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2017         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2018 #endif
2019
2020         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2021         switch_to(prev, next, prev);
2022
2023         barrier();
2024         /*
2025          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2026          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2027          * frame will be invalid.
2028          */
2029         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2034  *
2035  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2036  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2037  * number of context switches performed since bootup.
2038  */
2039 unsigned long nr_running(void)
2040 {
2041         unsigned long i, sum = 0;
2042
2043         for_each_online_cpu(i)
2044                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2045
2046         return sum;
2047 }
2048
2049 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2050 {
2051         unsigned long i, sum = 0;
2052
2053         for_each_possible_cpu(i)
2054                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2055
2056         /*
2057          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2058          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2059          */
2060         if (unlikely((long)sum < 0))
2061                 sum = 0;
2062
2063         return sum;
2064 }
2065
2066 unsigned long long nr_context_switches(void)
2067 {
2068         int i;
2069         unsigned long long sum = 0;
2070
2071         for_each_possible_cpu(i)
2072                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2073
2074         return sum;
2075 }
2076
2077 unsigned long nr_iowait(void)
2078 {
2079         unsigned long i, sum = 0;
2080
2081         for_each_possible_cpu(i)
2082                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2083
2084         return sum;
2085 }
2086
2087 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2088 {
2089         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2090         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2091 }
2092
2093 unsigned long this_cpu_load(void)
2094 {
2095         struct rq *this = this_rq();
2096         return this->cpu_load[0];
2097 }
2098
2099
2100 /* Variables and functions for calc_load */
2101 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2102 static unsigned long calc_load_update;
2103 unsigned long avenrun[3];
2104 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2105
2106 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2107 {
2108         long nr_active, delta = 0;
2109
2110         nr_active = this_rq->nr_running;
2111         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2112
2113         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2114                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2115                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2116         }
2117
2118         return delta;
2119 }
2120
2121 static unsigned long
2122 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2123 {
2124         load *= exp;
2125         load += active * (FIXED_1 - exp);
2126         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2127         return load >> FSHIFT;
2128 }
2129
2130 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2131 /*
2132  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
2133  *
2134  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2135  */
2136 static atomic_long_t calc_load_tasks_idle;
2137
2138 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2139 {
2140         long delta;
2141
2142         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2143         if (delta)
2144                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks_idle);
2145 }
2146
2147 static long calc_load_fold_idle(void)
2148 {
2149         long delta = 0;
2150
2151         /*
2152          * Its got a race, we don't care...
2153          */
2154         if (atomic_long_read(&calc_load_tasks_idle))
2155                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_tasks_idle, 0);
2156
2157         return delta;
2158 }
2159
2160 /**
2161  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2162  *
2163  * @x:         base of the power
2164  * @frac_bits: fractional bits of @x
2165  * @n:         power to raise @x to.
2166  *
2167  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2168  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2169  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2170  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2171  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2172  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2173  * vector.
2174  */
2175 static unsigned long
2176 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2177 {
2178         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2179
2180         if (n) for (;;) {
2181                 if (n & 1) {
2182                         result *= x;
2183                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2184                         result >>= frac_bits;
2185                 }
2186                 n >>= 1;
2187                 if (!n)
2188                         break;
2189                 x *= x;
2190                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2191                 x >>= frac_bits;
2192         }
2193
2194         return result;
2195 }
2196
2197 /*
2198  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2199  *
2200  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2201  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2202  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2203  *
2204  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2205  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2206  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2207  *
2208  *  ...
2209  *
2210  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2211  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2212  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2213  *
2214  * [1] application of the geometric series:
2215  *
2216  *              n         1 - x^(n+1)
2217  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2218  *             i=0          1 - x
2219  */
2220 static unsigned long
2221 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2222             unsigned long active, unsigned int n)
2223 {
2224
2225         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2226 }
2227
2228 /*
2229  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2230  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2231  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2232  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2233  *
2234  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2235  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2236  */
2237 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
2238 {
2239         long delta, active, n;
2240
2241         if (time_before(jiffies, calc_load_update))
2242                 return;
2243
2244         /*
2245          * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
2246          * any pending idle changes, the respective CPUs might have
2247          * missed the tick driven calc_load_account_active() update
2248          * due to NO_HZ.
2249          */
2250         delta = calc_load_fold_idle();
2251         if (delta)
2252                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2253
2254         /*
2255          * If we were idle for multiple load cycles, apply them.
2256          */
2257         if (ticks >= LOAD_FREQ) {
2258                 n = ticks / LOAD_FREQ;
2259
2260                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2261                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2262
2263                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2264                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2265                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2266
2267                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2268         }
2269
2270         /*
2271          * Its possible the remainder of the above division also crosses
2272          * a LOAD_FREQ period, the regular check in calc_global_load()
2273          * which comes after this will take care of that.
2274          *
2275          * Consider us being 11 ticks before a cycle completion, and us
2276          * sleeping for 4*LOAD_FREQ + 22 ticks, then the above code will
2277          * age us 4 cycles, and the test in calc_global_load() will
2278          * pick up the final one.
2279          */
2280 }
2281 #else
2282 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2283 {
2284 }
2285
2286 static inline long calc_load_fold_idle(void)
2287 {
2288         return 0;
2289 }
2290
2291 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
2292 {
2293 }
2294 #endif
2295
2296 /**
2297  * get_avenrun - get the load average array
2298  * @loads:      pointer to dest load array
2299  * @offset:     offset to add
2300  * @shift:      shift count to shift the result left
2301  *
2302  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2303  */
2304 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2305 {
2306         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2307         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2308         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2313  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2314  */
2315 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2316 {
2317         long active;
2318
2319         calc_global_nohz(ticks);
2320
2321         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2322                 return;
2323
2324         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2325         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2326
2327         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2328         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2329         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2330
2331         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2336  * active count.
2337  */
2338 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2339 {
2340         long delta;
2341
2342         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2343                 return;
2344
2345         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2346         delta += calc_load_fold_idle();
2347         if (delta)
2348                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2349
2350         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2355  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2356  *
2357  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2358  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2359  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2360  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2361  *
2362  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2363  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2364  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2365  *
2366  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2367  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2368  * particular idx is approximated to be zero.
2369  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2370  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2371  * based on 128 point scale.
2372  * Example:
2373  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2374  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2375  *
2376  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2377  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2378  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2379  */
2380 #define DEGRADE_SHIFT           7
2381 static const unsigned char
2382                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2383 static const unsigned char
2384                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2385                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2386                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2387                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2388                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2389                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2390
2391 /*
2392  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2393  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2394  * adding any new load.
2395  */
2396 static unsigned long
2397 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2398 {
2399         int j = 0;
2400
2401         if (!missed_updates)
2402                 return load;
2403
2404         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2405                 return 0;
2406
2407         if (idx == 1)
2408                 return load >> missed_updates;
2409
2410         while (missed_updates) {
2411                 if (missed_updates % 2)
2412                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2413
2414                 missed_updates >>= 1;
2415                 j++;
2416         }
2417         return load;
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2422  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2423  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2424  */
2425 void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2426 {
2427         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2428         unsigned long curr_jiffies = jiffies;
2429         unsigned long pending_updates;
2430         int i, scale;
2431
2432         this_rq->nr_load_updates++;
2433
2434         /* Avoid repeated calls on same jiffy, when moving in and out of idle */
2435         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2436                 return;
2437
2438         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2439         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2440
2441         /* Update our load: */
2442         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2443         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2444                 unsigned long old_load, new_load;
2445
2446                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2447
2448                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2449                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2450                 new_load = this_load;
2451                 /*
2452                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2453                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2454                  * example.
2455                  */
2456                 if (new_load > old_load)
2457                         new_load += scale - 1;
2458
2459                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2460         }
2461
2462         sched_avg_update(this_rq);
2463 }
2464
2465 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2466 {
2467         update_cpu_load(this_rq);
2468
2469         calc_load_account_active(this_rq);
2470 }
2471
2472 #ifdef CONFIG_SMP
2473
2474 /*
2475  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2476  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2477  */
2478 void sched_exec(void)
2479 {
2480         struct task_struct *p = current;
2481         unsigned long flags;
2482         int dest_cpu;
2483
2484         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2485         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2486         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2487                 goto unlock;
2488
2489         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2490                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2491
2492                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2493                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2494                 return;
2495         }
2496 unlock:
2497         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2498 }
2499
2500 #endif
2501
2502 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2503 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2504
2505 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2506 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2507
2508 /*
2509  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2510  * @p in case that task is currently running.
2511  *
2512  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2513  */
2514 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2515 {
2516         u64 ns = 0;
2517
2518         if (task_current(rq, p)) {
2519                 update_rq_clock(rq);
2520                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2521                 if ((s64)ns < 0)
2522                         ns = 0;
2523         }
2524
2525         return ns;
2526 }
2527
2528 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2529 {
2530         unsigned long flags;
2531         struct rq *rq;
2532         u64 ns = 0;
2533
2534         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2535         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2536         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2537
2538         return ns;
2539 }
2540
2541 /*
2542  * Return accounted runtime for the task.
2543  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2544  * pending runtime that have not been accounted yet.
2545  */
2546 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2547 {
2548         unsigned long flags;
2549         struct rq *rq;
2550         u64 ns = 0;
2551
2552         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2553         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2554         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2555
2556         return ns;
2557 }
2558
2559 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2560 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
2561 struct cpuacct root_cpuacct;
2562 #endif
2563
2564 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p,
2565                                              u64 tmp, int index)
2566 {
2567 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2568         struct kernel_cpustat *kcpustat;
2569         struct cpuacct *ca;
2570 #endif
2571         /*
2572          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
2573          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
2574          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
2575          *
2576          */
2577         __get_cpu_var(kernel_cpustat).cpustat[index] += tmp;
2578
2579 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2580         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
2581                 return;
2582
2583         rcu_read_lock();
2584         ca = task_ca(p);
2585         while (ca && (ca != &root_cpuacct)) {
2586                 kcpustat = this_cpu_ptr(ca->cpustat);
2587                 kcpustat->cpustat[index] += tmp;
2588                 ca = parent_ca(ca);
2589         }
2590         rcu_read_unlock();
2591 #endif
2592 }
2593
2594
2595 /*
2596  * Account user cpu time to a process.
2597  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2598  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
2599  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2600  */
2601 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2602                        cputime_t cputime_scaled)
2603 {
2604         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2605         u64 tmp;
2606         int index;
2607
2608         /* Add user time to process. */
2609         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2610         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2611         account_group_user_time(p, cputime);
2612
2613         /* Add user time to cpustat. */
2614         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2615
2616         index = (TASK_NICE(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
2617         cpustat[index] += tmp;
2618
2619         task_group_account_field(p, index, cputime);
2620         /* Account for user time used */
2621         acct_update_integrals(p);
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Account guest cpu time to a process.
2626  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2627  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
2628  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2629  */
2630 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2631                                cputime_t cputime_scaled)
2632 {
2633         u64 tmp;
2634         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2635
2636         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2637
2638         /* Add guest time to process. */
2639         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2640         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2641         account_group_user_time(p, cputime);
2642         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
2643
2644         /* Add guest time to cpustat. */
2645         if (TASK_NICE(p) > 0) {
2646                 cpustat[CPUTIME_NICE] += tmp;
2647                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += tmp;
2648         } else {
2649                 cpustat[CPUTIME_USER] += tmp;
2650                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += tmp;
2651         }
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
2656  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2657  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2658  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2659  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
2660  */
2661 static inline
2662 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2663                         cputime_t cputime_scaled, int index)
2664 {
2665         u64 tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2666         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2667
2668         /* Add system time to process. */
2669         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
2670         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
2671         account_group_system_time(p, cputime);
2672
2673         /* Add system time to cpustat. */
2674         cpustat[index] += tmp;
2675         task_group_account_field(p, index, cputime);
2676
2677         /* Account for system time used */
2678         acct_update_integrals(p);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Account system cpu time to a process.
2683  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2684  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
2685  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2686  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2687  */
2688 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
2689                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
2690 {
2691         int index;
2692
2693         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
2694                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
2695                 return;
2696         }
2697
2698         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
2699                 index = CPUTIME_IRQ;
2700         else if (in_serving_softirq())
2701                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
2702         else
2703                 index = CPUTIME_SYSTEM;
2704
2705         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, index);
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Account for involuntary wait time.
2710  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
2711  */
2712 void account_steal_time(cputime_t cputime)
2713 {
2714         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2715         u64 cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2716
2717         cpustat[CPUTIME_STEAL] += cputime64;
2718 }
2719
2720 /*
2721  * Account for idle time.
2722  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2723  */
2724 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2725 {
2726         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2727         u64 cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2728         struct rq *rq = this_rq();
2729
2730         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2731                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += cputime64;
2732         else
2733                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += cputime64;
2734 }
2735
2736 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
2737 {
2738 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2739         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
2740                 u64 steal, st = 0;
2741
2742                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
2743                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
2744
2745                 st = steal_ticks(steal);
2746                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
2747
2748                 account_steal_time(st);
2749                 return st;
2750         }
2751 #endif
2752         return false;
2753 }
2754
2755 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2756
2757 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2758 /*
2759  * Account a tick to a process and cpustat
2760  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2761  * @user_tick: is the tick from userspace
2762  * @rq: the pointer to rq
2763  *
2764  * Tick demultiplexing follows the order
2765  * - pending hardirq update
2766  * - pending softirq update
2767  * - user_time
2768  * - idle_time
2769  * - system time
2770  *   - check for guest_time
2771  *   - else account as system_time
2772  *
2773  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
2774  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
2775  * opportunity to update it solely in system time.
2776  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
2777  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
2778  */
2779 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2780                                                 struct rq *rq)
2781 {
2782         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2783         u64 tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
2784         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2785
2786         if (steal_account_process_tick())
2787                 return;
2788
2789         if (irqtime_account_hi_update()) {
2790                 cpustat[CPUTIME_IRQ] += tmp;
2791         } else if (irqtime_account_si_update()) {
2792                 cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ] += tmp;
2793         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
2794                 /*
2795                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
2796                  * So, we have to handle it separately here.
2797                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
2798                  */
2799                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2800                                         CPUTIME_SOFTIRQ);
2801         } else if (user_tick) {
2802                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2803         } else if (p == rq->idle) {
2804                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2805         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
2806                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2807         } else {
2808                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2809                                         CPUTIME_SYSTEM);
2810         }
2811 }
2812
2813 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
2814 {
2815         int i;
2816         struct rq *rq = this_rq();
2817
2818         for (i = 0; i < ticks; i++)
2819                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
2820 }
2821 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2822 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
2823 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2824                                                 struct rq *rq) {}
2825 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2826
2827 /*
2828  * Account a single tick of cpu time.
2829  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2830  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
2831  */
2832 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
2833 {
2834         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2835         struct rq *rq = this_rq();
2836
2837         if (sched_clock_irqtime) {
2838                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
2839                 return;
2840         }
2841
2842         if (steal_account_process_tick())
2843                 return;
2844
2845         if (user_tick)
2846                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2847         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
2848                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
2849                                     one_jiffy_scaled);
2850         else
2851                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Account multiple ticks of steal time.
2856  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
2857  * @ticks: number of stolen ticks
2858  */
2859 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
2860 {
2861         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Account multiple ticks of idle time.
2866  * @ticks: number of stolen ticks
2867  */
2868 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
2869 {
2870
2871         if (sched_clock_irqtime) {
2872                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
2873                 return;
2874         }
2875
2876         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2877 }
2878
2879 #endif
2880
2881 /*
2882  * Use precise platform statistics if available:
2883  */
2884 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2885 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2886 {
2887         *ut = p->utime;
2888         *st = p->stime;
2889 }
2890
2891 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2892 {
2893         struct task_cputime cputime;
2894
2895         thread_group_cputime(p, &cputime);
2896
2897         *ut = cputime.utime;
2898         *st = cputime.stime;
2899 }
2900 #else
2901
2902 #ifndef nsecs_to_cputime
2903 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
2904 #endif
2905
2906 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2907 {
2908         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
2909
2910         /*
2911          * Use CFS's precise accounting:
2912          */
2913         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
2914
2915         if (total) {
2916                 u64 temp = rtime;
2917
2918                 temp *= utime;
2919                 do_div(temp, total);
2920                 utime = (cputime_t)temp;
2921         } else
2922                 utime = rtime;
2923
2924         /*
2925          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
2926          */
2927         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
2928         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
2929
2930         *ut = p->prev_utime;
2931         *st = p->prev_stime;
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Must be called with siglock held.
2936  */
2937 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2938 {
2939         struct signal_struct *sig = p->signal;
2940         struct task_cputime cputime;
2941         cputime_t rtime, utime, total;
2942
2943         thread_group_cputime(p, &cputime);
2944
2945         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
2946         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
2947
2948         if (total) {
2949                 u64 temp = rtime;
2950
2951                 temp *= cputime.utime;
2952                 do_div(temp, total);
2953                 utime = (cputime_t)temp;
2954         } else
2955                 utime = rtime;
2956
2957         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
2958         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
2959                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
2960
2961         *ut = sig->prev_utime;
2962         *st = sig->prev_stime;
2963 }
2964 #endif
2965
2966 /*
2967  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2968  * We call it with interrupts disabled.
2969  */
2970 void scheduler_tick(void)
2971 {
2972         int cpu = smp_processor_id();
2973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2974         struct task_struct *curr = rq->curr;
2975
2976         sched_clock_tick();
2977
2978         raw_spin_lock(&rq->lock);
2979         update_rq_clock(rq);
2980         update_cpu_load_active(rq);
2981         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2982         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2983
2984         perf_event_task_tick();
2985
2986 #ifdef CONFIG_SMP
2987         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2988         trigger_load_balance(rq, cpu);
2989 #endif
2990 }
2991
2992 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2993 {
2994         if (in_lock_functions(addr)) {
2995                 addr = CALLER_ADDR2;
2996                 if (in_lock_functions(addr))
2997                         addr = CALLER_ADDR3;
2998         }
2999         return addr;
3000 }
3001
3002 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3003                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3004
3005 void __kprobes add_preempt_count(int val)
3006 {
3007 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3008         /*
3009          * Underflow?
3010          */
3011         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3012                 return;
3013 #endif
3014         preempt_count() += val;
3015 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3016         /*
3017          * Spinlock count overflowing soon?
3018          */
3019         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3020                                 PREEMPT_MASK - 10);
3021 #endif
3022         if (preempt_count() == val)
3023                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3024 }
3025 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3026
3027 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
3028 {
3029 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3030         /*
3031          * Underflow?
3032          */
3033         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3034                 return;
3035         /*
3036          * Is the spinlock portion underflowing?
3037          */
3038         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3039                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3040                 return;
3041 #endif
3042
3043         if (preempt_count() == val)
3044                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3045         preempt_count() -= val;
3046 }
3047 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3048
3049 #endif
3050
3051 /*
3052  * Print scheduling while atomic bug:
3053  */
3054 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3055 {
3056         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3057
3058         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3059                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3060
3061         debug_show_held_locks(prev);
3062         print_modules();
3063         if (irqs_disabled())
3064                 print_irqtrace_events(prev);
3065
3066         if (regs)
3067                 show_regs(regs);
3068         else
3069                 dump_stack();
3070 }
3071
3072 /*
3073  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3074  */
3075 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3076 {
3077         /*
3078          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3079          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3080          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3081          */
3082         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
3083                 __schedule_bug(prev);
3084         rcu_sleep_check();
3085
3086         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3087
3088         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3089 }
3090
3091 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3092 {
3093         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
3094                 update_rq_clock(rq);
3095         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Pick up the highest-prio task:
3100  */
3101 static inline struct task_struct *
3102 pick_next_task(struct rq *rq)
3103 {
3104         const struct sched_class *class;
3105         struct task_struct *p;
3106
3107         /*
3108          * Optimization: we know that if all tasks are in
3109          * the fair class we can call that function directly:
3110          */
3111         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3112                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3113                 if (likely(p))
3114                         return p;
3115         }
3116
3117         for_each_class(class) {
3118                 p = class->pick_next_task(rq);
3119                 if (p)
3120                         return p;
3121         }
3122
3123         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3124 }
3125
3126 /*
3127  * __schedule() is the main scheduler function.
3128  */
3129 static void __sched __schedule(void)
3130 {
3131         struct task_struct *prev, *next;
3132         unsigned long *switch_count;
3133         struct rq *rq;
3134         int cpu;
3135
3136 need_resched:
3137         preempt_disable();
3138         cpu = smp_processor_id();
3139         rq = cpu_rq(cpu);
3140         rcu_note_context_switch(cpu);
3141         prev = rq->curr;
3142
3143         schedule_debug(prev);
3144
3145         if (sched_feat(HRTICK))
3146                 hrtick_clear(rq);
3147
3148         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3149
3150         switch_count = &prev->nivcsw;
3151         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3152                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3153                         prev->state = TASK_RUNNING;
3154                 } else {
3155                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3156                         prev->on_rq = 0;
3157
3158                         /*
3159                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3160                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3161                          * concurrency.
3162                          */
3163                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3164                                 struct task_struct *to_wakeup;
3165
3166                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3167                                 if (to_wakeup)
3168                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3169                         }
3170                 }
3171                 switch_count = &prev->nvcsw;
3172         }
3173
3174         pre_schedule(rq, prev);
3175
3176         if (unlikely(!rq->nr_running))
3177                 idle_balance(cpu, rq);
3178
3179         put_prev_task(rq, prev);
3180         next = pick_next_task(rq);
3181         clear_tsk_need_resched(prev);
3182         rq->skip_clock_update = 0;
3183
3184         if (likely(prev != next)) {
3185                 rq->nr_switches++;
3186                 rq->curr = next;
3187                 ++*switch_count;
3188
3189                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3190                 /*
3191                  * The context switch have flipped the stack from under us
3192                  * and restored the local variables which were saved when
3193                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3194                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3195                  */
3196                 cpu = smp_processor_id();
3197                 rq = cpu_rq(cpu);
3198         } else
3199                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3200
3201         post_schedule(rq);
3202
3203         preempt_enable_no_resched();
3204         if (need_resched())
3205                 goto need_resched;
3206 }
3207
3208 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3209 {
3210         if (!tsk->state)
3211                 return;
3212         /*
3213          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3214          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3215          */
3216         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3217                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3218 }
3219
3220 asmlinkage void __sched schedule(void)
3221 {
3222         struct task_struct *tsk = current;
3223
3224         sched_submit_work(tsk);
3225         __schedule();
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3228
3229 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3230
3231 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3232 {
3233         if (lock->owner != owner)
3234                 return false;
3235
3236         /*
3237          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3238          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3239          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3240          * ensures the memory stays valid.
3241          */
3242         barrier();
3243
3244         return owner->on_cpu;
3245 }
3246
3247 /*
3248  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3249  * access and not reliable.
3250  */
3251 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3252 {
3253         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3254                 return 0;
3255
3256         rcu_read_lock();
3257         while (owner_running(lock, owner)) {
3258                 if (need_resched())
3259                         break;
3260
3261                 arch_mutex_cpu_relax();
3262         }
3263         rcu_read_unlock();
3264
3265         /*
3266          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3267          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3268          * success only when lock->owner is NULL.
3269          */
3270         return lock->owner == NULL;
3271 }
3272 #endif
3273
3274 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3275 /*
3276  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3277  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3278  * occur there and call schedule directly.
3279  */
3280 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3281 {
3282         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3283
3284         /*
3285          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3286          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3287          */
3288         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3289                 return;
3290
3291         do {
3292                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3293                 __schedule();
3294                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3295
3296                 /*
3297                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3298                  * between schedule and now.
3299                  */
3300                 barrier();
3301         } while (need_resched());
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3304
3305 /*
3306  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3307  * off of irq context.
3308  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3309  * protect us against recursive calling from irq.
3310  */
3311 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3312 {
3313         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3314
3315         /* Catch callers which need to be fixed */
3316         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3317
3318         do {
3319                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3320                 local_irq_enable();
3321                 __schedule();
3322                 local_irq_disable();
3323                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3324
3325                 /*
3326                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3327                  * between schedule and now.
3328                  */
3329                 barrier();
3330         } while (need_resched());
3331 }
3332
3333 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3334
3335 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3336                           void *key)
3337 {
3338         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3339 }
3340 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3341
3342 /*
3343  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3344  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3345  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3346  *
3347  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3348  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3349  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3350  */
3351 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3352                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3353 {
3354         wait_queue_t *curr, *next;
3355
3356         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3357                 unsigned flags = curr->flags;
3358
3359                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3360                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3361                         break;
3362         }
3363 }
3364
3365 /**
3366  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3367  * @q: the waitqueue
3368  * @mode: which threads
3369  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3370  * @key: is directly passed to the wakeup function
3371  *
3372  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3373  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3374  */
3375 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3376                         int nr_exclusive, void *key)
3377 {
3378         unsigned long flags;
3379
3380         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3381         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3382         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3383 }
3384 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3385
3386 /*
3387  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3388  */
3389 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
3390 {
3391         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
3392 }
3393 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3394
3395 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3396 {
3397         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3400
3401 /**
3402  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3403  * @q: the waitqueue
3404  * @mode: which threads
3405  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3406  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3407  *
3408  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3409  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3410  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3411  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3412  *
3413  * On UP it can prevent extra preemption.
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 __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3419                         int nr_exclusive, void *key)
3420 {
3421         unsigned long flags;
3422         int wake_flags = WF_SYNC;
3423
3424         if (unlikely(!q))
3425                 return;
3426
3427         if (unlikely(!nr_exclusive))
3428                 wake_flags = 0;
3429
3430         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3431         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3432         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3435
3436 /*
3437  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3438  */
3439 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3440 {
3441         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3442 }
3443 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3444
3445 /**
3446  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3447  * @x:  holds the state of this particular completion
3448  *
3449  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3450  * awakened in the same order in which they were queued.
3451  *
3452  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3453  *
3454  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3455  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3456  */
3457 void complete(struct completion *x)
3458 {
3459         unsigned long flags;
3460
3461         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3462         x->done++;
3463         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3464         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(complete);
3467
3468 /**
3469  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3470  * @x:  holds the state of this particular completion
3471  *
3472  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3473  *
3474  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3475  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3476  */
3477 void complete_all(struct completion *x)
3478 {
3479         unsigned long flags;
3480
3481         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3482         x->done += UINT_MAX/2;
3483         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3484         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3487
3488 static inline long __sched
3489 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3490 {
3491         if (!x->done) {
3492                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3493
3494                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3495                 do {
3496                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3497                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3498                                 break;
3499                         }
3500                         __set_current_state(state);
3501                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3502                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3503                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3504                 } while (!x->done && timeout);
3505                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3506                 if (!x->done)
3507                         return timeout;
3508         }
3509         x->done--;
3510         return timeout ?: 1;
3511 }
3512
3513 static long __sched
3514 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3515 {
3516         might_sleep();
3517
3518         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3519         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3520         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3521         return timeout;
3522 }
3523
3524 /**
3525  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3526  * @x:  holds the state of this particular completion
3527  *
3528  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3529  * interruptible and there is no timeout.
3530  *
3531  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3532  * and interrupt capability. Also see complete().
3533  */
3534 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3535 {
3536         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3537 }
3538 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3539
3540 /**
3541  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3542  * @x:  holds the state of this particular completion
3543  * @timeout:  timeout value in jiffies
3544  *
3545  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3546  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3547  * interruptible.
3548  *
3549  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3550  * jiffies left till timeout) if completed.
3551  */
3552 unsigned long __sched
3553 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3554 {
3555         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3558
3559 /**
3560  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3561  * @x:  holds the state of this particular completion
3562  *
3563  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3564  * interruptible.
3565  *
3566  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3567  */
3568 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3569 {
3570         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3571         if (t == -ERESTARTSYS)
3572                 return t;
3573         return 0;
3574 }
3575 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3576
3577 /**
3578  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3579  * @x:  holds the state of this particular completion
3580  * @timeout:  timeout value in jiffies
3581  *
3582  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3583  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3584  *
3585  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3586  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3587  */
3588 long __sched
3589 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3590                                           unsigned long timeout)
3591 {
3592         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3595
3596 /**
3597  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3598  * @x:  holds the state of this particular completion
3599  *
3600  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3601  * interrupted by a kill signal.
3602  *
3603  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3604  */
3605 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3606 {
3607         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3608         if (t == -ERESTARTSYS)
3609                 return t;
3610         return 0;
3611 }
3612 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3613
3614 /**
3615  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3616  * @x:  holds the state of this particular completion
3617  * @timeout:  timeout value in jiffies
3618  *
3619  * This waits for either a completion of a specific task to be
3620  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3621  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3622  *
3623  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3624  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3625  */
3626 long __sched
3627 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3628                                      unsigned long timeout)
3629 {
3630         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3633
3634 /**
3635  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3636  *      @x:     completion structure
3637  *
3638  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3639  *               1 if a decrement succeeded.
3640  *
3641  *      If a completion is being used as a counting completion,
3642  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3643  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3644  *      is protecting is not available.
3645  */
3646 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3647 {
3648         unsigned long flags;
3649         int ret = 1;
3650
3651         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3652         if (!x->done)
3653                 ret = 0;
3654         else
3655                 x->done--;
3656         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3657         return ret;
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3660
3661 /**
3662  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3663  *      @x:     completion structure
3664  *
3665  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3666  *               1 if there are no waiters.
3667  *
3668  */
3669 bool completion_done(struct completion *x)
3670 {
3671         unsigned long flags;
3672         int ret = 1;
3673
3674         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3675         if (!x->done)
3676                 ret = 0;
3677         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3678         return ret;
3679 }
3680 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3681
3682 static long __sched
3683 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3684 {
3685         unsigned long flags;
3686         wait_queue_t wait;
3687
3688         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3689
3690         __set_current_state(state);
3691
3692         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3693         __add_wait_queue(q, &wait);
3694         spin_unlock(&q->lock);
3695         timeout = schedule_timeout(timeout);
3696         spin_lock_irq(&q->lock);
3697         __remove_wait_queue(q, &wait);
3698         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3699
3700         return timeout;
3701 }
3702
3703 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3704 {
3705         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3706 }
3707 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3708
3709 long __sched
3710 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3711 {
3712         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3715
3716 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3717 {
3718         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3721
3722 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3723 {
3724         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3725 }
3726 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3727
3728 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3729
3730 /*
3731  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3732  * @p: task
3733  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3734  *
3735  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3736  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3737  *
3738  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3739  */
3740 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3741 {
3742         int oldprio, on_rq, running;
3743         struct rq *rq;
3744         const struct sched_class *prev_class;
3745
3746         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3747
3748         rq = __task_rq_lock(p);
3749
3750         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3751         oldprio = p->prio;
3752         prev_class = p->sched_class;
3753         on_rq = p->on_rq;
3754         running = task_current(rq, p);
3755         if (on_rq)
3756                 dequeue_task(rq, p, 0);
3757         if (running)
3758                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3759
3760         if (rt_prio(prio))
3761                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3762         else
3763                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3764
3765         p->prio = prio;
3766
3767         if (running)
3768                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3769         if (on_rq)
3770                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3771
3772         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3773         __task_rq_unlock(rq);
3774 }
3775
3776 #endif
3777
3778 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3779 {
3780         int old_prio, delta, on_rq;
3781         unsigned long flags;
3782         struct rq *rq;
3783
3784         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3785                 return;
3786         /*
3787          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3788          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3789          */
3790         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3791         /*
3792          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3793          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3794          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3795          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3796          */
3797         if (task_has_rt_policy(p)) {
3798                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3799                 goto out_unlock;
3800         }
3801         on_rq = p->on_rq;
3802         if (on_rq)
3803                 dequeue_task(rq, p, 0);
3804
3805         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3806         set_load_weight(p);
3807         old_prio = p->prio;
3808         p->prio = effective_prio(p);
3809         delta = p->prio - old_prio;
3810
3811         if (on_rq) {
3812                 enqueue_task(rq, p, 0);
3813                 /*
3814                  * If the task increased its priority or is running and
3815                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3816                  */
3817                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3818                         resched_task(rq->curr);
3819         }
3820 out_unlock:
3821         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3822 }
3823 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3824
3825 /*
3826  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3827  * @p: task
3828  * @nice: nice value
3829  */
3830 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3831 {
3832         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3833         int nice_rlim = 20 - nice;
3834
3835         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3836                 capable(CAP_SYS_NICE));
3837 }
3838
3839 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3840
3841 /*
3842  * sys_nice - change the priority of the current process.
3843  * @increment: priority increment
3844  *
3845  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3846  * does similar things.
3847  */
3848 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3849 {
3850         long nice, retval;
3851
3852         /*
3853          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3854          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3855          * and we have a single winner.
3856          */
3857         if (increment < -40)
3858                 increment = -40;
3859         if (increment > 40)
3860                 increment = 40;
3861
3862         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3863         if (nice < -20)
3864                 nice = -20;
3865         if (nice > 19)
3866                 nice = 19;
3867
3868         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3869                 return -EPERM;
3870
3871         retval = security_task_setnice(current, nice);
3872         if (retval)
3873                 return retval;
3874
3875         set_user_nice(current, nice);
3876         return 0;
3877 }
3878
3879 #endif
3880
3881 /**
3882  * task_prio - return the priority value of a given task.
3883  * @p: the task in question.
3884  *
3885  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3886  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3887  * around 0, value goes from -16 to +15.
3888  */
3889 int task_prio(const struct task_struct *p)
3890 {
3891         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3892 }
3893
3894 /**
3895  * task_nice - return the nice value of a given task.
3896  * @p: the task in question.
3897  */
3898 int task_nice(const struct task_struct *p)
3899 {
3900         return TASK_NICE(p);
3901 }
3902 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3903
3904 /**
3905  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3906  * @cpu: the processor in question.
3907  */
3908 int idle_cpu(int cpu)
3909 {
3910         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3911
3912         if (rq->curr != rq->idle)
3913                 return 0;
3914
3915         if (rq->nr_running)
3916                 return 0;
3917
3918 #ifdef CONFIG_SMP
3919         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3920                 return 0;
3921 #endif
3922
3923         return 1;
3924 }
3925
3926 /**
3927  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3928  * @cpu: the processor in question.
3929  */
3930 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3931 {
3932         return cpu_rq(cpu)->idle;
3933 }
3934
3935 /**
3936  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3937  * @pid: the pid in question.
3938  */
3939 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3940 {
3941         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3942 }
3943
3944 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3945 static void
3946 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3947 {
3948         p->policy = policy;
3949         p->rt_priority = prio;
3950         p->normal_prio = normal_prio(p);
3951         /* we are holding p->pi_lock already */
3952         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3953         if (rt_prio(p->prio))
3954                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3955         else
3956                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3957         set_load_weight(p);
3958 }
3959
3960 /*
3961  * check the target process has a UID that matches the current process's
3962  */
3963 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3964 {
3965         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3966         bool match;
3967
3968         rcu_read_lock();
3969         pcred = __task_cred(p);
3970         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
3971                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
3972                          cred->euid == pcred->uid);
3973         else
3974                 match = false;
3975         rcu_read_unlock();
3976         return match;
3977 }
3978
3979 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3980                                 const struct sched_param *param, bool user)
3981 {
3982         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3983         unsigned long flags;
3984         const struct sched_class *prev_class;
3985         struct rq *rq;
3986         int reset_on_fork;
3987
3988         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3989         BUG_ON(in_interrupt());
3990 recheck:
3991         /* double check policy once rq lock held */
3992         if (policy < 0) {
3993                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3994                 policy = oldpolicy = p->policy;
3995         } else {
3996                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3997                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3998
3999                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
4000                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
4001                                 policy != SCHED_IDLE)
4002                         return -EINVAL;
4003         }
4004
4005         /*
4006          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4007          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4008          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4009          */
4010         if (param->sched_priority < 0 ||
4011             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4012             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4013                 return -EINVAL;
4014         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
4015                 return -EINVAL;
4016
4017         /*
4018          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4019          */
4020         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4021                 if (rt_policy(policy)) {
4022                         unsigned long rlim_rtprio =
4023                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4024
4025                         /* can't set/change the rt policy */
4026                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4027                                 return -EPERM;
4028
4029                         /* can't increase priority */
4030                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
4031                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
4032                                 return -EPERM;
4033                 }
4034
4035                 /*
4036                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4037                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4038                  */
4039                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
4040                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
4041                                 return -EPERM;
4042                 }
4043
4044                 /* can't change other user's priorities */
4045                 if (!check_same_owner(p))
4046                         return -EPERM;
4047
4048                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4049                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4050                         return -EPERM;
4051         }
4052
4053         if (user) {
4054                 retval = security_task_setscheduler(p);
4055                 if (retval)
4056                         return retval;
4057         }
4058
4059         /*
4060          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4061          * changing the priority of the task:
4062          *
4063          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4064          * runqueue lock must be held.
4065          */
4066         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4067
4068         /*
4069          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4070          */
4071         if (p == rq->stop) {
4072                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4073                 return -EINVAL;
4074         }
4075
4076         /*
4077          * If not changing anything there's no need to proceed further:
4078          */
4079         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
4080                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
4081
4082                 __task_rq_unlock(rq);
4083                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4084                 return 0;
4085         }
4086
4087 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4088         if (user) {
4089                 /*
4090                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4091                  * assigned.
4092                  */
4093                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4094                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4095                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4096                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4097                         return -EPERM;
4098                 }
4099         }
4100 #endif
4101
4102         /* recheck policy now with rq lock held */
4103         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4104                 policy = oldpolicy = -1;
4105                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4106                 goto recheck;
4107         }
4108         on_rq = p->on_rq;
4109         running = task_current(rq, p);
4110         if (on_rq)
4111                 deactivate_task(rq, p, 0);
4112         if (running)
4113                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4114
4115         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4116
4117         oldprio = p->prio;
4118         prev_class = p->sched_class;
4119         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4120
4121         if (running)
4122                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4123         if (on_rq)
4124                 activate_task(rq, p, 0);
4125
4126         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4127         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4128
4129         rt_mutex_adjust_pi(p);
4130
4131         return 0;
4132 }
4133
4134 /**
4135  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4136  * @p: the task in question.
4137  * @policy: new policy.
4138  * @param: structure containing the new RT priority.
4139  *
4140  * NOTE that the task may be already dead.
4141  */
4142 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4143                        const struct sched_param *param)
4144 {
4145         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4146 }
4147 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4148
4149 /**
4150  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4151  * @p: the task in question.
4152  * @policy: new policy.
4153  * @param: structure containing the new RT priority.
4154  *
4155  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4156  * current context has permission.  For example, this is needed in
4157  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4158  * but our caller might not have that capability.
4159  */
4160 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4161                                const struct sched_param *param)
4162 {
4163         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4164 }
4165
4166 static int
4167 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4168 {
4169         struct sched_param lparam;
4170         struct task_struct *p;
4171         int retval;
4172
4173         if (!param || pid < 0)
4174                 return -EINVAL;
4175         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4176                 return -EFAULT;
4177
4178         rcu_read_lock();
4179         retval = -ESRCH;
4180         p = find_process_by_pid(pid);
4181         if (p != NULL)
4182                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4183         rcu_read_unlock();
4184
4185         return retval;
4186 }
4187
4188 /**
4189  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4190  * @pid: the pid in question.
4191  * @policy: new policy.
4192  * @param: structure containing the new RT priority.
4193  */
4194 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4195                 struct sched_param __user *, param)
4196 {
4197         /* negative values for policy are not valid */
4198         if (policy < 0)
4199                 return -EINVAL;
4200
4201         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4202 }
4203
4204 /**
4205  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4206  * @pid: the pid in question.
4207  * @param: structure containing the new RT priority.
4208  */
4209 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4210 {
4211         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4212 }
4213
4214 /**
4215  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4216  * @pid: the pid in question.
4217  */
4218 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4219 {
4220         struct task_struct *p;
4221         int retval;
4222
4223         if (pid < 0)
4224                 return -EINVAL;
4225
4226         retval = -ESRCH;
4227         rcu_read_lock();
4228         p = find_process_by_pid(pid);
4229         if (p) {
4230                 retval = security_task_getscheduler(p);
4231                 if (!retval)
4232                         retval = p->policy
4233                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4234         }
4235         rcu_read_unlock();
4236         return retval;
4237 }
4238
4239 /**
4240  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4241  * @pid: the pid in question.
4242  * @param: structure containing the RT priority.
4243  */
4244 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4245 {
4246         struct sched_param lp;
4247         struct task_struct *p;
4248         int retval;
4249
4250         if (!param || pid < 0)
4251                 return -EINVAL;
4252
4253         rcu_read_lock();
4254         p = find_process_by_pid(pid);
4255         retval = -ESRCH;
4256         if (!p)
4257                 goto out_unlock;
4258
4259         retval = security_task_getscheduler(p);
4260         if (retval)
4261                 goto out_unlock;
4262
4263         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4264         rcu_read_unlock();
4265
4266         /*
4267          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4268          */
4269         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4270
4271         return retval;
4272
4273 out_unlock:
4274         rcu_read_unlock();
4275         return retval;
4276 }
4277
4278 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4279 {
4280         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4281         struct task_struct *p;
4282         int retval;
4283
4284         get_online_cpus();
4285         rcu_read_lock();
4286
4287         p = find_process_by_pid(pid);
4288         if (!p) {
4289                 rcu_read_unlock();
4290                 put_online_cpus();
4291                 return -ESRCH;
4292         }
4293
4294         /* Prevent p going away */
4295         get_task_struct(p);
4296         rcu_read_unlock();
4297
4298         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4299                 retval = -ENOMEM;
4300                 goto out_put_task;
4301         }
4302         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4303                 retval = -ENOMEM;
4304                 goto out_free_cpus_allowed;
4305         }
4306         retval = -EPERM;
4307         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
4308                 goto out_unlock;
4309
4310         retval = security_task_setscheduler(p);
4311         if (retval)
4312                 goto out_unlock;
4313
4314         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4315         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4316 again:
4317         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4318
4319         if (!retval) {
4320                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4321                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4322                         /*
4323                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4324                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4325                          * cpuset's cpus_allowed
4326                          */
4327                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4328                         goto again;
4329                 }
4330         }
4331 out_unlock:
4332         free_cpumask_var(new_mask);
4333 out_free_cpus_allowed:
4334         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4335 out_put_task:
4336         put_task_struct(p);
4337         put_online_cpus();
4338         return retval;
4339 }
4340
4341 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4342                              struct cpumask *new_mask)
4343 {
4344         if (len < cpumask_size())
4345                 cpumask_clear(new_mask);
4346         else if (len > cpumask_size())
4347                 len = cpumask_size();
4348
4349         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4350 }
4351
4352 /**
4353  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4354  * @pid: pid of the process
4355  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4356  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4357  */
4358 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4359                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4360 {
4361         cpumask_var_t new_mask;
4362         int retval;
4363
4364         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4365                 return -ENOMEM;
4366
4367         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4368         if (retval == 0)
4369                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4370         free_cpumask_var(new_mask);
4371         return retval;
4372 }
4373
4374 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4375 {
4376         struct task_struct *p;
4377         unsigned long flags;
4378         int retval;
4379
4380         get_online_cpus();
4381         rcu_read_lock();
4382
4383         retval = -ESRCH;
4384         p = find_process_by_pid(pid);
4385         if (!p)
4386                 goto out_unlock;
4387
4388         retval = security_task_getscheduler(p);
4389         if (retval)
4390                 goto out_unlock;
4391
4392         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4393         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4394         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4395
4396 out_unlock:
4397         rcu_read_unlock();
4398         put_online_cpus();
4399
4400         return retval;
4401 }
4402
4403 /**
4404  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4405  * @pid: pid of the process
4406  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4407  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4408  */
4409 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4410                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4411 {
4412         int ret;
4413         cpumask_var_t mask;
4414
4415         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4416                 return -EINVAL;
4417         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4418                 return -EINVAL;
4419
4420         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4421                 return -ENOMEM;
4422
4423         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4424         if (ret == 0) {
4425                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4426
4427                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4428                         ret = -EFAULT;
4429                 else
4430                         ret = retlen;
4431         }
4432         free_cpumask_var(mask);
4433
4434         return ret;
4435 }
4436
4437 /**
4438  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4439  *
4440  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4441  * other threads running on this CPU then this function will return.
4442  */
4443 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4444 {
4445         struct rq *rq = this_rq_lock();
4446
4447         schedstat_inc(rq, yld_count);
4448         current->sched_class->yield_task(rq);
4449
4450         /*
4451          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4452          * no need to preempt or enable interrupts:
4453          */
4454         __release(rq->lock);
4455         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4456         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4457         preempt_enable_no_resched();
4458
4459         schedule();
4460
4461         return 0;
4462 }
4463
4464 static inline int should_resched(void)
4465 {
4466         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4467 }
4468
4469 static void __cond_resched(void)
4470 {
4471         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4472         __schedule();
4473         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4474 }
4475
4476 int __sched _cond_resched(void)
4477 {
4478         if (should_resched()) {
4479                 __cond_resched();
4480                 return 1;
4481         }
4482         return 0;
4483 }
4484 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4485
4486 /*
4487  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4488  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4489  *
4490  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4491  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4492  * spin_unlock(), once by hand).
4493  */
4494 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4495 {
4496         int resched = should_resched();
4497         int ret = 0;
4498
4499         lockdep_assert_held(lock);
4500
4501         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4502                 spin_unlock(lock);
4503                 if (resched)
4504                         __cond_resched();
4505                 else
4506                         cpu_relax();
4507                 ret = 1;
4508                 spin_lock(lock);
4509         }
4510         return ret;
4511 }
4512 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4513
4514 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4515 {
4516         BUG_ON(!in_softirq());
4517
4518         if (should_resched()) {
4519                 local_bh_enable();
4520                 __cond_resched();
4521                 local_bh_disable();
4522                 return 1;
4523         }
4524         return 0;
4525 }
4526 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4527
4528 /**
4529  * yield - yield the current processor to other threads.
4530  *
4531  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
4532  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
4533  */
4534 void __sched yield(void)
4535 {
4536         set_current_state(TASK_RUNNING);
4537         sys_sched_yield();
4538 }
4539 EXPORT_SYMBOL(yield);
4540
4541 /**
4542  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4543  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4544  * processor it's on.
4545  * @p: target task
4546  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4547  *
4548  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4549  * can't go away on us before we can do any checks.
4550  *
4551  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4552  */
4553 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4554 {
4555         struct task_struct *curr = current;
4556         struct rq *rq, *p_rq;
4557         unsigned long flags;
4558         bool yielded = 0;
4559
4560         local_irq_save(flags);
4561         rq = this_rq();
4562
4563 again:
4564         p_rq = task_rq(p);
4565         double_rq_lock(rq, p_rq);
4566         while (task_rq(p) != p_rq) {
4567                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4568                 goto again;
4569         }
4570
4571         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4572                 goto out;
4573
4574         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4575                 goto out;
4576
4577         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4578                 goto out;
4579
4580         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4581         if (yielded) {
4582                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4583                 /*
4584                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4585                  * fairness.
4586                  */
4587                 if (preempt && rq != p_rq)
4588                         resched_task(p_rq->curr);
4589         } else {
4590                 /*
4591                  * We might have set it in task_yield_fair(), but are
4592                  * not going to schedule(), so don't want to skip
4593                  * the next update.
4594                  */
4595                 rq->skip_clock_update = 0;
4596         }
4597
4598 out:
4599         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4600         local_irq_restore(flags);
4601
4602         if (yielded)
4603                 schedule();
4604
4605         return yielded;
4606 }
4607 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4608
4609 /*
4610  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4611  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4612  */
4613 void __sched io_schedule(void)
4614 {
4615         struct rq *rq = raw_rq();
4616
4617         delayacct_blkio_start();
4618         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4619         blk_flush_plug(current);
4620         current->in_iowait = 1;
4621         schedule();
4622         current->in_iowait = 0;
4623         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4624         delayacct_blkio_end();
4625 }
4626 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4627
4628 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4629 {
4630         struct rq *rq = raw_rq();
4631         long ret;
4632
4633         delayacct_blkio_start();
4634         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4635         blk_flush_plug(current);
4636         current->in_iowait = 1;
4637         ret = schedule_timeout(timeout);
4638         current->in_iowait = 0;
4639         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4640         delayacct_blkio_end();
4641         return ret;
4642 }
4643
4644 /**
4645  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4646  * @policy: scheduling class.
4647  *
4648  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4649  * by a given scheduling class.
4650  */
4651 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4652 {
4653         int ret = -EINVAL;
4654
4655         switch (policy) {
4656         case SCHED_FIFO:
4657         case SCHED_RR:
4658                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4659                 break;
4660         case SCHED_NORMAL:
4661         case SCHED_BATCH:
4662         case SCHED_IDLE:
4663                 ret = 0;
4664                 break;
4665         }
4666         return ret;
4667 }
4668
4669 /**
4670  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4671  * @policy: scheduling class.
4672  *
4673  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4674  * by a given scheduling class.
4675  */
4676 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4677 {
4678         int ret = -EINVAL;
4679
4680         switch (policy) {
4681         case SCHED_FIFO:
4682         case SCHED_RR:
4683                 ret = 1;
4684                 break;
4685         case SCHED_NORMAL:
4686         case SCHED_BATCH:
4687         case SCHED_IDLE:
4688                 ret = 0;
4689         }
4690         return ret;
4691 }
4692
4693 /**
4694  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4695  * @pid: pid of the process.
4696  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4697  *
4698  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4699  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4700  */
4701 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4702                 struct timespec __user *, interval)
4703 {
4704         struct task_struct *p;
4705         unsigned int time_slice;
4706         unsigned long flags;
4707         struct rq *rq;
4708         int retval;
4709         struct timespec t;
4710
4711         if (pid < 0)
4712                 return -EINVAL;
4713
4714         retval = -ESRCH;
4715         rcu_read_lock();
4716         p = find_process_by_pid(pid);
4717         if (!p)
4718                 goto out_unlock;
4719
4720         retval = security_task_getscheduler(p);
4721         if (retval)
4722                 goto out_unlock;
4723
4724         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4725         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4726         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4727
4728         rcu_read_unlock();
4729         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4730         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4731         return retval;
4732
4733 out_unlock:
4734         rcu_read_unlock();
4735         return retval;
4736 }
4737
4738 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4739
4740 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4741 {
4742         unsigned long free = 0;
4743         unsigned state;
4744
4745         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4746         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4747                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4748 #if BITS_PER_LONG == 32
4749         if (state == TASK_RUNNING)
4750                 printk(KERN_CONT " running  ");
4751         else
4752                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4753 #else
4754         if (state == TASK_RUNNING)
4755                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4756         else
4757                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4758 #endif
4759 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4760         free = stack_not_used(p);
4761 #endif
4762         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4763                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
4764                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4765
4766         show_stack(p, NULL);
4767 }
4768
4769 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4770 {
4771         struct task_struct *g, *p;
4772
4773 #if BITS_PER_LONG == 32
4774         printk(KERN_INFO
4775                 "  task                PC stack   pid father\n");
4776 #else
4777         printk(KERN_INFO
4778                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4779 #endif
4780         rcu_read_lock();
4781         do_each_thread(g, p) {
4782                 /*
4783                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4784                  * console might take a lot of time:
4785                  */
4786                 touch_nmi_watchdog();
4787                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4788                         sched_show_task(p);
4789         } while_each_thread(g, p);
4790
4791         touch_all_softlockup_watchdogs();
4792
4793 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4794         sysrq_sched_debug_show();
4795 #endif
4796         rcu_read_unlock();
4797         /*
4798          * Only show locks if all tasks are dumped:
4799          */
4800         if (!state_filter)
4801                 debug_show_all_locks();
4802 }
4803
4804 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4805 {
4806         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4807 }
4808
4809 /**
4810  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4811  * @idle: task in question
4812  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4813  *
4814  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4815  * flag, to make booting more robust.
4816  */
4817 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4818 {
4819         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4820         unsigned long flags;
4821
4822         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4823
4824         __sched_fork(idle);
4825         idle->state = TASK_RUNNING;
4826         idle->se.exec_start = sched_clock();
4827
4828         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4829         /*
4830          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4831          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4832          * lockdep check in task_group() will fail.
4833          *
4834          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4835          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4836          *
4837          * Silence PROVE_RCU
4838          */
4839         rcu_read_lock();
4840         __set_task_cpu(idle, cpu);
4841         rcu_read_unlock();
4842
4843         rq->curr = rq->idle = idle;
4844 #if defined(CONFIG_SMP)
4845         idle->on_cpu = 1;
4846 #endif
4847         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4848
4849         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4850         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4851
4852         /*
4853          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4854          */
4855         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4856         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4857 #if defined(CONFIG_SMP)
4858         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4859 #endif
4860 }
4861
4862 #ifdef CONFIG_SMP
4863 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4864 {
4865         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4866                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4867
4868         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4869         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4870 }
4871
4872 /*
4873  * This is how migration works:
4874  *
4875  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4876  *    stop_one_cpu().
4877  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4878  *    off the CPU)
4879  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4880  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4881  *    it and puts it into the right queue.
4882  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4883  *    is done.
4884  */
4885
4886 /*
4887  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4888  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4889  * is removed from the allowed bitmask.
4890  *
4891  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4892  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4893  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4894  */
4895 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4896 {
4897         unsigned long flags;
4898         struct rq *rq;
4899         unsigned int dest_cpu;
4900         int ret = 0;
4901
4902         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4903
4904         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4905                 goto out;
4906
4907         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4908                 ret = -EINVAL;
4909                 goto out;
4910         }
4911
4912         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4913                 ret = -EINVAL;
4914                 goto out;
4915         }
4916
4917         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4918
4919         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4920         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4921                 goto out;
4922
4923         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4924         if (p->on_rq) {
4925                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4926                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4927                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4928                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4929                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4930                 return 0;
4931         }
4932 out:
4933         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4934
4935         return ret;
4936 }
4937 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4938
4939 /*
4940  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4941  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4942  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4943  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4944  *
4945  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4946  * as the task is no longer on this CPU.
4947  *
4948  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4949  */
4950 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4951 {
4952         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4953         int ret = 0;
4954
4955         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4956                 return ret;
4957
4958         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4959         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4960
4961         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4962         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4963         /* Already moved. */
4964         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4965                 goto done;
4966         /* Affinity changed (again). */
4967         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4968                 goto fail;
4969
4970         /*
4971          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4972          * placed properly.
4973          */
4974         if (p->on_rq) {
4975                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
4976                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4977                 activate_task(rq_dest, p, 0);
4978                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4979         }
4980 done:
4981         ret = 1;
4982 fail:
4983         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4984         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 /*
4989  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4990  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4991  * 'pushing' onto another runqueue.
4992  */
4993 static int migration_cpu_stop(void *data)
4994 {
4995         struct migration_arg *arg = data;
4996
4997         /*
4998          * The original target cpu might have gone down and we might
4999          * be on another cpu but it doesn't matter.
5000          */
5001         local_irq_disable();
5002         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
5003         local_irq_enable();
5004         return 0;
5005 }
5006
5007 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5008
5009 /*
5010  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5011  * offline.
5012  */
5013 void idle_task_exit(void)
5014 {
5015         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5016
5017         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5018
5019         if (mm != &init_mm)
5020                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5021         mmdrop(mm);
5022 }
5023
5024 /*
5025  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
5026  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
5027  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
5028  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
5029  * to keep the global sum constant after CPU-down:
5030  */
5031 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
5032 {
5033         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
5034
5035         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
5036         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
5037 }
5038
5039 /*
5040  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
5041  */
5042 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
5043 {
5044         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
5045         rq->calc_load_active = 0;
5046 }
5047
5048 /*
5049  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5050  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5051  *
5052  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5053  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5054  * because of lock validation efforts.
5055  */
5056 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
5057 {
5058         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5059         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5060         int dest_cpu;
5061
5062         /*
5063          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5064          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5065          *
5066          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5067          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5068          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5069          * done here.
5070          */
5071         rq->stop = NULL;
5072
5073         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5074         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5075
5076         for ( ; ; ) {
5077                 /*
5078                  * There's this thread running, bail when that's the only
5079                  * remaining thread.
5080                  */
5081                 if (rq->nr_running == 1)
5082                         break;
5083
5084                 next = pick_next_task(rq);
5085                 BUG_ON(!next);
5086                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5087
5088                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5089                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5090                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5091
5092                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5093
5094                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5095         }
5096
5097         rq->stop = stop;
5098 }
5099
5100 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5101
5102 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5103
5104 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5105         {
5106                 .procname       = "sched_domain",
5107                 .mode           = 0555,
5108         },
5109         {}
5110 };
5111
5112 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5113         {
5114                 .procname       = "kernel",
5115                 .mode           = 0555,
5116                 .child          = sd_ctl_dir,
5117         },
5118         {}
5119 };
5120
5121 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5122 {
5123         struct ctl_table *entry =
5124                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5125
5126         return entry;
5127 }
5128
5129 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5130 {
5131         struct ctl_table *entry;
5132
5133         /*
5134          * In the intermediate directories, both the child directory and
5135          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5136          * will always be set. In the lowest directory the names are
5137          * static strings and all have proc handlers.
5138          */
5139         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5140                 if (entry->child)
5141                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5142                 if (entry->proc_handler == NULL)
5143                         kfree(entry->procname);
5144         }
5145
5146         kfree(*tablep);
5147         *tablep = NULL;
5148 }
5149
5150 static void
5151 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5152                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5153                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5154 {
5155         entry->procname = procname;
5156         entry->data = data;
5157         entry->maxlen = maxlen;
5158         entry->mode = mode;
5159         entry->proc_handler = proc_handler;
5160 }
5161
5162 static struct ctl_table *
5163 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5164 {
5165         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5166
5167         if (table == NULL)
5168                 return NULL;
5169
5170         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5171                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5172         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5173                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5174         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5175                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5176         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5177                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5178         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5179                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5180         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5181                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5182         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5183                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5184         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5185                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5186         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5187                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5188         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5189                 &sd->cache_nice_tries,
5190                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5191         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5192                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5193         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5194                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
5195         /* &table[12] is terminator */
5196
5197         return table;
5198 }
5199
5200 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5201 {
5202         struct ctl_table *entry, *table;
5203         struct sched_domain *sd;
5204         int domain_num = 0, i;
5205         char buf[32];
5206
5207         for_each_domain(cpu, sd)
5208                 domain_num++;
5209         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5210         if (table == NULL)
5211                 return NULL;
5212
5213         i = 0;
5214         for_each_domain(cpu, sd) {
5215                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5216                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5217                 entry->mode = 0555;
5218                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5219                 entry++;
5220                 i++;
5221         }
5222         return table;
5223 }
5224
5225 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5226 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5227 {
5228         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5229         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5230         char buf[32];
5231
5232         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5233         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5234
5235         if (entry == NULL)
5236                 return;
5237
5238         for_each_possible_cpu(i) {
5239                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5240                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5241                 entry->mode = 0555;
5242                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5243                 entry++;
5244         }
5245
5246         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5247         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5248 }
5249
5250 /* may be called multiple times per register */
5251 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5252 {
5253         if (sd_sysctl_header)
5254                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5255         sd_sysctl_header = NULL;
5256         if (sd_ctl_dir[0].child)
5257                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5258 }
5259 #else
5260 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5261 {
5262 }
5263 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5264 {
5265 }
5266 #endif
5267
5268 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5269 {
5270         if (!rq->online) {
5271                 const struct sched_class *class;
5272
5273                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5274                 rq->online = 1;
5275
5276                 for_each_class(class) {
5277                         if (class->rq_online)
5278                                 class->rq_online(rq);
5279                 }
5280         }
5281 }
5282
5283 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5284 {
5285         if (rq->online) {
5286                 const struct sched_class *class;
5287
5288                 for_each_class(class) {
5289                         if (class->rq_offline)
5290                                 class->rq_offline(rq);
5291                 }
5292
5293                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5294                 rq->online = 0;
5295         }
5296 }
5297
5298 /*
5299  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5300  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5301  */
5302 static int __cpuinit
5303 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5304 {
5305         int cpu = (long)hcpu;
5306         unsigned long flags;
5307         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5308
5309         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5310
5311         case CPU_UP_PREPARE:
5312                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5313                 break;
5314
5315         case CPU_ONLINE:
5316                 /* Update our root-domain */
5317                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5318                 if (rq->rd) {
5319                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5320
5321                         set_rq_online(rq);
5322                 }
5323                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5324                 break;
5325
5326 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5327         case CPU_DYING:
5328                 sched_ttwu_pending();
5329                 /* Update our root-domain */
5330                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5331                 if (rq->rd) {
5332                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5333                         set_rq_offline(rq);
5334                 }
5335                 migrate_tasks(cpu);
5336                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5337                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5338
5339                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
5340                 calc_global_load_remove(rq);
5341                 break;
5342 #endif
5343         }
5344
5345         update_max_interval();
5346
5347         return NOTIFY_OK;
5348 }
5349
5350 /*
5351  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5352  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5353  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5354  */
5355 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5356         .notifier_call = migration_call,
5357         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5358 };
5359
5360 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5361                                       unsigned long action, void *hcpu)
5362 {
5363         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5364         case CPU_ONLINE:
5365         case CPU_DOWN_FAILED:
5366                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5367                 return NOTIFY_OK;
5368         default:
5369                 return NOTIFY_DONE;
5370         }
5371 }
5372
5373 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5374                                         unsigned long action, void *hcpu)
5375 {
5376         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5377         case CPU_DOWN_PREPARE:
5378                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5379                 return NOTIFY_OK;
5380         default:
5381                 return NOTIFY_DONE;
5382         }
5383 }
5384
5385 static int __init migration_init(void)
5386 {
5387         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5388         int err;
5389
5390         /* Initialize migration for the boot CPU */
5391         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5392         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5393         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5394         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5395
5396         /* Register cpu active notifiers */
5397         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5398         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5399
5400         return 0;
5401 }
5402 early_initcall(migration_init);
5403 #endif
5404
5405 #ifdef CONFIG_SMP
5406
5407 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5408
5409 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5410
5411 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
5412
5413 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
5414 {
5415         sched_domain_debug_enabled = 1;
5416
5417         return 0;
5418 }
5419 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
5420
5421 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5422                                   struct cpumask *groupmask)
5423 {
5424         struct sched_group *group = sd->groups;
5425         char str[256];
5426
5427         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5428         cpumask_clear(groupmask);
5429
5430         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5431
5432         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5433                 printk("does not load-balance\n");
5434                 if (sd->parent)
5435                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5436                                         " has parent");
5437                 return -1;
5438         }
5439
5440         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5441
5442         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5443                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5444                                 "CPU%d\n", cpu);
5445         }
5446         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5447                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5448                                 " CPU%d\n", cpu);
5449         }
5450
5451         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5452         do {
5453                 if (!group) {
5454                         printk("\n");
5455                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5456                         break;
5457                 }
5458
5459                 if (!group->sgp->power) {
5460                         printk(KERN_CONT "\n");
5461                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5462                                         "set\n");
5463                         break;
5464                 }
5465
5466                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5467                         printk(KERN_CONT "\n");
5468                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5469                         break;
5470                 }
5471
5472                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5473                         printk(KERN_CONT "\n");
5474                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5475                         break;
5476                 }
5477
5478                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5479
5480                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5481
5482                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5483                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5484                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5485                                 group->sgp->power);
5486                 }
5487
5488                 group = group->next;
5489         } while (group != sd->groups);
5490         printk(KERN_CONT "\n");
5491
5492         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5493                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5494
5495         if (sd->parent &&
5496             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5497                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5498                         "of domain->span\n");
5499         return 0;
5500 }
5501
5502 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5503 {
5504         int level = 0;
5505
5506         if (!sched_domain_debug_enabled)
5507                 return;
5508
5509         if (!sd) {
5510                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5511                 return;
5512         }
5513
5514         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5515
5516         for (;;) {
5517                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5518                         break;
5519                 level++;
5520                 sd = sd->parent;
5521                 if (!sd)
5522                         break;
5523         }
5524 }
5525 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5526 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5527 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5528
5529 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5530 {
5531         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5532                 return 1;
5533
5534         /* Following flags need at least 2 groups */
5535         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5536                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5537                          SD_BALANCE_FORK |
5538                          SD_BALANCE_EXEC |
5539                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5540                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5541                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5542                         return 0;
5543         }
5544
5545         /* Following flags don't use groups */
5546         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5547                 return 0;
5548
5549         return 1;
5550 }
5551
5552 static int
5553 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5554 {
5555         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5556
5557         if (sd_degenerate(parent))
5558                 return 1;
5559
5560         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5561                 return 0;
5562
5563         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5564         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5565                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5566                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5567                                 SD_BALANCE_FORK |
5568                                 SD_BALANCE_EXEC |
5569                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5570                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5571                 if (nr_node_ids == 1)
5572                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5573         }
5574         if (~cflags & pflags)
5575                 return 0;
5576
5577         return 1;
5578 }
5579
5580 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5581 {
5582         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5583
5584         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5585         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5586         free_cpumask_var(rd->online);
5587         free_cpumask_var(rd->span);
5588         kfree(rd);
5589 }
5590
5591 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5592 {
5593         struct root_domain *old_rd = NULL;
5594         unsigned long flags;
5595
5596         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5597
5598         if (rq->rd) {
5599                 old_rd = rq->rd;
5600
5601                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5602                         set_rq_offline(rq);
5603
5604                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5605
5606                 /*
5607                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5608                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5609                  * in this function:
5610                  */
5611                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5612                         old_rd = NULL;
5613         }
5614
5615         atomic_inc(&rd->refcount);
5616         rq->rd = rd;
5617
5618         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5619         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5620                 set_rq_online(rq);
5621
5622         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5623
5624         if (old_rd)
5625                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5626 }
5627
5628 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5629 {
5630         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5631
5632         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5633                 goto out;
5634         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5635                 goto free_span;
5636         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5637                 goto free_online;
5638
5639         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5640                 goto free_rto_mask;
5641         return 0;
5642
5643 free_rto_mask:
5644         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5645 free_online:
5646         free_cpumask_var(rd->online);
5647 free_span:
5648         free_cpumask_var(rd->span);
5649 out:
5650         return -ENOMEM;
5651 }
5652
5653 /*
5654  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5655  * members (mimicking the global state we have today).
5656  */
5657 struct root_domain def_root_domain;
5658
5659 static void init_defrootdomain(void)
5660 {
5661         init_rootdomain(&def_root_domain);
5662
5663         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5664 }
5665
5666 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5667 {
5668         struct root_domain *rd;
5669
5670         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5671         if (!rd)
5672                 return NULL;
5673
5674         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5675                 kfree(rd);
5676                 return NULL;
5677         }
5678
5679         return rd;
5680 }
5681
5682 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5683 {
5684         struct sched_group *tmp, *first;
5685
5686         if (!sg)
5687                 return;
5688
5689         first = sg;
5690         do {
5691                 tmp = sg->next;
5692
5693                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5694                         kfree(sg->sgp);
5695
5696                 kfree(sg);
5697                 sg = tmp;
5698         } while (sg != first);
5699 }
5700
5701 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5702 {
5703         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5704
5705         /*
5706          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5707          * nuke them all.
5708          */
5709         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5710                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5711         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5712                 kfree(sd->groups->sgp);
5713                 kfree(sd->groups);
5714         }
5715         kfree(sd);
5716 }
5717
5718 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5719 {
5720         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5721 }
5722
5723 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5724 {
5725         for (; sd; sd = sd->parent)
5726                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5727 }
5728
5729 /*
5730  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5731  * hold the hotplug lock.
5732  */
5733 static void
5734 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5735 {
5736         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5737         struct sched_domain *tmp;
5738
5739         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5740         for (tmp = sd; tmp; ) {
5741                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5742                 if (!parent)
5743                         break;
5744
5745                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5746                         tmp->parent = parent->parent;
5747                         if (parent->parent)
5748                                 parent->parent->child = tmp;
5749                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5750                 } else
5751                         tmp = tmp->parent;
5752         }
5753
5754         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5755                 tmp = sd;
5756                 sd = sd->parent;
5757                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5758                 if (sd)
5759                         sd->child = NULL;
5760         }
5761
5762         sched_domain_debug(sd, cpu);
5763
5764         rq_attach_root(rq, rd);
5765         tmp = rq->sd;
5766         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5767         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5768 }
5769
5770 /* cpus with isolated domains */
5771 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5772
5773 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5774 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5775 {
5776         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5777         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5778         return 1;
5779 }
5780
5781 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5782
5783 #ifdef CONFIG_NUMA
5784
5785 /**
5786  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
5787  * @node: node whose sched_domain we're building
5788  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
5789  *
5790  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
5791  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
5792  *
5793  * Should use nodemask_t.
5794  */
5795 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
5796 {
5797         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
5798
5799         min_val = INT_MAX;
5800
5801         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
5802                 /* Start at @node */
5803                 n = (node + i) % nr_node_ids;
5804
5805                 if (!nr_cpus_node(n))
5806                         continue;
5807
5808                 /* Skip already used nodes */
5809                 if (node_isset(n, *used_nodes))
5810                         continue;
5811
5812                 /* Simple min distance search */
5813                 val = node_distance(node, n);
5814
5815                 if (val < min_val) {
5816                         min_val = val;
5817                         best_node = n;
5818                 }
5819         }
5820
5821         if (best_node != -1)
5822                 node_set(best_node, *used_nodes);
5823         return best_node;
5824 }
5825
5826 /**
5827  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
5828  * @node: node whose cpumask we're constructing
5829  * @span: resulting cpumask
5830  *
5831  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
5832  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
5833  * out optimally.
5834  */
5835 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
5836 {
5837         nodemask_t used_nodes;
5838         int i;
5839
5840         cpumask_clear(span);
5841         nodes_clear(used_nodes);
5842
5843         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
5844         node_set(node, used_nodes);
5845
5846         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
5847                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
5848                 if (next_node < 0)
5849                         break;
5850                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
5851         }
5852 }
5853
5854 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
5855 {
5856         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5857
5858         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
5859
5860         return sched_domains_tmpmask;
5861 }
5862
5863 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
5864 {
5865         return cpu_possible_mask;
5866 }
5867 #endif /* CONFIG_NUMA */
5868
5869 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5870 {
5871         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5872 }
5873
5874 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
5875
5876 struct sd_data {
5877         struct sched_domain **__percpu sd;
5878         struct sched_group **__percpu sg;
5879         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5880 };
5881
5882 struct s_data {
5883         struct sched_domain ** __percpu sd;
5884         struct root_domain      *rd;
5885 };
5886
5887 enum s_alloc {
5888         sa_rootdomain,
5889         sa_sd,
5890         sa_sd_storage,
5891         sa_none,
5892 };
5893
5894 struct sched_domain_topology_level;
5895
5896 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5897 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5898
5899 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5900
5901 struct sched_domain_topology_level {
5902         sched_domain_init_f init;
5903         sched_domain_mask_f mask;
5904         int                 flags;
5905         struct sd_data      data;
5906 };
5907
5908 static int
5909 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5910 {
5911         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5912         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5913         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5914         struct sd_data *sdd = sd->private;
5915         struct sched_domain *child;
5916         int i;
5917
5918         cpumask_clear(covered);
5919
5920         for_each_cpu(i, span) {
5921                 struct cpumask *sg_span;
5922
5923                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5924                         continue;
5925
5926                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5927                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5928
5929                 if (!sg)
5930                         goto fail;
5931
5932                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5933
5934                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5935                 if (child->child) {
5936                         child = child->child;
5937                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5938                 } else
5939                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5940
5941                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5942
5943                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
5944                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
5945
5946                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
5947                         groups = sg;
5948
5949                 if (!first)
5950                         first = sg;
5951                 if (last)
5952                         last->next = sg;
5953                 last = sg;
5954                 last->next = first;
5955         }
5956         sd->groups = groups;
5957
5958         return 0;
5959
5960 fail:
5961         free_sched_groups(first, 0);
5962
5963         return -ENOMEM;
5964 }
5965
5966 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5967 {
5968         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5969         struct sched_domain *child = sd->child;
5970
5971         if (child)
5972                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5973
5974         if (sg) {
5975                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5976                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5977                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5978         }
5979
5980         return cpu;
5981 }
5982
5983 /*
5984  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5985  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5986  * and ->cpu_power to 0.
5987  *
5988  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5989  */
5990 static int
5991 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5992 {
5993         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5994         struct sd_data *sdd = sd->private;
5995         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5996         struct cpumask *covered;
5997         int i;
5998
5999         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6000         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6001
6002         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
6003                 return 0;
6004
6005         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6006         covered = sched_domains_tmpmask;
6007
6008         cpumask_clear(covered);
6009
6010         for_each_cpu(i, span) {
6011                 struct sched_group *sg;
6012                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
6013                 int j;
6014
6015                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6016                         continue;
6017
6018                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
6019                 sg->sgp->power = 0;
6020
6021                 for_each_cpu(j, span) {
6022                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6023                                 continue;
6024
6025                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6026                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6027                 }
6028
6029                 if (!first)
6030                         first = sg;
6031                 if (last)
6032                         last->next = sg;
6033                 last = sg;
6034         }
6035         last->next = first;
6036
6037         return 0;
6038 }
6039
6040 /*
6041  * Initialize sched groups cpu_power.
6042  *
6043  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
6044  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6045  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6046  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6047  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6048  * less cpu_power.
6049  */
6050 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6051 {
6052         struct sched_group *sg = sd->groups;
6053
6054         WARN_ON(!sd || !sg);
6055
6056         do {
6057                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6058                 sg = sg->next;
6059         } while (sg != sd->groups);
6060
6061         if (cpu != group_first_cpu(sg))
6062                 return;
6063
6064         update_group_power(sd, cpu);
6065         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6066 }
6067
6068 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6069 {
6070        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6071 }
6072
6073 /*
6074  * Initializers for schedule domains
6075  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6076  */
6077
6078 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6079 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6080 #else
6081 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6082 #endif
6083
6084 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6085 static noinline struct sched_domain *                                   \
6086 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6087 {                                                                       \
6088         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6089         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6090         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6091         sd->private = &tl->data;                                        \
6092         return sd;                                                      \
6093 }
6094
6095 SD_INIT_FUNC(CPU)
6096 #ifdef CONFIG_NUMA
6097  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
6098  SD_INIT_FUNC(NODE)
6099 #endif
6100 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6101  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6102 #endif
6103 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6104  SD_INIT_FUNC(MC)
6105 #endif
6106 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6107  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6108 #endif
6109
6110 static int default_relax_domain_level = -1;
6111 int sched_domain_level_max;
6112
6113 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6114 {
6115         unsigned long val;
6116
6117         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
6118         if (val < sched_domain_level_max)
6119                 default_relax_domain_level = val;
6120
6121         return 1;
6122 }
6123 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6124
6125 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6126                                  struct sched_domain_attr *attr)
6127 {
6128         int request;
6129
6130         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6131                 if (default_relax_domain_level < 0)
6132                         return;
6133                 else
6134                         request = default_relax_domain_level;
6135         } else
6136                 request = attr->relax_domain_level;
6137         if (request < sd->level) {
6138                 /* turn off idle balance on this domain */
6139                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6140         } else {
6141                 /* turn on idle balance on this domain */
6142                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6143         }
6144 }
6145
6146 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6147 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6148
6149 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6150                                  const struct cpumask *cpu_map)
6151 {
6152         switch (what) {
6153         case sa_rootdomain:
6154                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6155                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6156         case sa_sd:
6157                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6158         case sa_sd_storage:
6159                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6160         case sa_none:
6161                 break;
6162         }
6163 }
6164
6165 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6166                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6167 {
6168         memset(d, 0, sizeof(*d));
6169
6170         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6171                 return sa_sd_storage;
6172         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6173         if (!d->sd)
6174                 return sa_sd_storage;
6175         d->rd = alloc_rootdomain();
6176         if (!d->rd)
6177                 return sa_sd;
6178         return sa_rootdomain;
6179 }
6180
6181 /*
6182  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6183  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6184  * will not free the data we're using.
6185  */
6186 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6187 {
6188         struct sd_data *sdd = sd->private;
6189
6190         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6191         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6192
6193         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6194                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6195
6196         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6197                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6198 }
6199
6200 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6201 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6202 {
6203         return topology_thread_cpumask(cpu);
6204 }
6205 #endif
6206
6207 /*
6208  * Topology list, bottom-up.
6209  */
6210 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6211 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6212         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6213 #endif
6214 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6215         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6216 #endif
6217 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6218         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6219 #endif
6220         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6221 #ifdef CONFIG_NUMA
6222         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
6223         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
6224 #endif
6225         { NULL, },
6226 };
6227
6228 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6229
6230 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6231 {
6232         struct sched_domain_topology_level *tl;
6233         int j;
6234
6235         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6236                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6237
6238                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6239                 if (!sdd->sd)
6240                         return -ENOMEM;
6241
6242                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6243                 if (!sdd->sg)
6244                         return -ENOMEM;
6245
6246                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6247                 if (!sdd->sgp)
6248                         return -ENOMEM;
6249
6250                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6251                         struct sched_domain *sd;
6252                         struct sched_group *sg;
6253                         struct sched_group_power *sgp;
6254
6255                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6256                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6257                         if (!sd)
6258                                 return -ENOMEM;
6259
6260                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6261
6262                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6263                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6264                         if (!sg)
6265                                 return -ENOMEM;
6266
6267                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6268
6269                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
6270                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6271                         if (!sgp)
6272                                 return -ENOMEM;
6273
6274                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6275                 }
6276         }
6277
6278         return 0;
6279 }
6280
6281 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6282 {
6283         struct sched_domain_topology_level *tl;
6284         int j;
6285
6286         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6287                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6288
6289                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6290                         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6291                         if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6292                                 free_sched_groups(sd->groups, 0);
6293                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6294                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6295                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6296                 }
6297                 free_percpu(sdd->sd);
6298                 free_percpu(sdd->sg);
6299                 free_percpu(sdd->sgp);
6300         }
6301 }
6302
6303 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6304                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6305                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6306                 int cpu)
6307 {
6308         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6309         if (!sd)
6310                 return child;
6311
6312         set_domain_attribute(sd, attr);
6313         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6314         if (child) {
6315                 sd->level = child->level + 1;
6316                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6317                 child->parent = sd;
6318         }
6319         sd->child = child;
6320
6321         return sd;
6322 }
6323
6324 /*
6325  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6326  * to the individual cpus
6327  */
6328 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6329                                struct sched_domain_attr *attr)
6330 {
6331         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6332         struct sched_domain *sd;
6333         struct s_data d;
6334         int i, ret = -ENOMEM;
6335
6336         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6337         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6338                 goto error;
6339
6340         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6341         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6342                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6343
6344                 sd = NULL;
6345                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6346                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6347                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6348                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6349                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6350                                 break;
6351                 }
6352
6353                 while (sd->child)
6354                         sd = sd->child;
6355
6356                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6357         }
6358
6359         /* Build the groups for the domains */
6360         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6361                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6362                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6363                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6364                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6365                                         goto error;
6366                         } else {
6367                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6368                                         goto error;
6369                         }
6370                 }
6371         }
6372
6373         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6374         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6375                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6376                         continue;
6377
6378                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6379                         claim_allocations(i, sd);
6380                         init_sched_groups_power(i, sd);
6381                 }
6382         }
6383
6384         /* Attach the domains */
6385         rcu_read_lock();
6386         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6387                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6388                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6389         }
6390         rcu_read_unlock();
6391
6392         ret = 0;
6393 error:
6394         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6395         return ret;
6396 }
6397
6398 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6399 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6400 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6401                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6402
6403 /*
6404  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6405  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6406  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6407  */
6408 static cpumask_var_t fallback_doms;
6409
6410 /*
6411  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6412  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6413  * or 0 if it stayed the same.
6414  */
6415 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6416 {
6417         return 0;
6418 }
6419
6420 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6421 {
6422         int i;
6423         cpumask_var_t *doms;
6424
6425         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6426         if (!doms)
6427                 return NULL;
6428         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6429                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6430                         free_sched_domains(doms, i);
6431                         return NULL;
6432                 }
6433         }
6434         return doms;
6435 }
6436
6437 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6438 {
6439         unsigned int i;
6440         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6441                 free_cpumask_var(doms[i]);
6442         kfree(doms);
6443 }
6444
6445 /*
6446  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6447  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6448  * exclude other special cases in the future.
6449  */
6450 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6451 {
6452         int err;
6453
6454         arch_update_cpu_topology();
6455         ndoms_cur = 1;
6456         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6457         if (!doms_cur)
6458                 doms_cur = &fallback_doms;
6459         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6460         dattr_cur = NULL;
6461         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6462         register_sched_domain_sysctl();
6463
6464         return err;
6465 }
6466
6467 /*
6468  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6469  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6470  */
6471 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6472 {
6473         int i;
6474
6475         rcu_read_lock();
6476         for_each_cpu(i, cpu_map)
6477                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6478         rcu_read_unlock();
6479 }
6480
6481 /* handle null as "default" */
6482 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6483                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6484 {
6485         struct sched_domain_attr tmp;
6486
6487         /* fast path */
6488         if (!new && !cur)
6489                 return 1;
6490
6491         tmp = SD_ATTR_INIT;
6492         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6493                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6494                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6495 }
6496
6497 /*
6498  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6499  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6500  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6501  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6502  *
6503  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6504  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6505  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6506  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6507  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6508  * it as it is.
6509  *
6510  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6511  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6512  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6513  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6514  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6515  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6516  *
6517  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6518  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6519  * and it will not create the default domain.
6520  *
6521  * Call with hotplug lock held
6522  */
6523 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6524                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6525 {
6526         int i, j, n;
6527         int new_topology;
6528
6529         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6530
6531         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6532         unregister_sched_domain_sysctl();
6533
6534         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6535         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6536
6537         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6538
6539         /* Destroy deleted domains */
6540         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6541                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6542                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6543                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6544                                 goto match1;
6545                 }
6546                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6547                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6548 match1:
6549                 ;
6550         }
6551
6552         if (doms_new == NULL) {
6553                 ndoms_cur = 0;
6554                 doms_new = &fallback_doms;
6555                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6556                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6557         }
6558
6559         /* Build new domains */
6560         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6561                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6562                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6563                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6564                                 goto match2;
6565                 }
6566                 /* no match - add a new doms_new */
6567                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6568 match2:
6569                 ;
6570         }
6571
6572         /* Remember the new sched domains */
6573         if (doms_cur != &fallback_doms)
6574                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6575         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6576         doms_cur = doms_new;
6577         dattr_cur = dattr_new;
6578         ndoms_cur = ndoms_new;
6579
6580         register_sched_domain_sysctl();
6581
6582         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6583 }
6584
6585 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6586 static void reinit_sched_domains(void)
6587 {
6588         get_online_cpus();
6589
6590         /* Destroy domains first to force the rebuild */
6591         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
6592
6593         rebuild_sched_domains();
6594         put_online_cpus();
6595 }
6596
6597 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
6598 {
6599         unsigned int level = 0;
6600
6601         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
6602                 return -EINVAL;
6603
6604         /*
6605          * level is always be positive so don't check for
6606          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
6607          * What happens on 0 or 1 byte write,
6608          * need to check for count as well?
6609          */
6610
6611         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
6612                 return -EINVAL;
6613
6614         if (smt)
6615                 sched_smt_power_savings = level;
6616         else
6617                 sched_mc_power_savings = level;
6618
6619         reinit_sched_domains();
6620
6621         return count;
6622 }
6623
6624 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6625 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
6626                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
6627                                            char *page)
6628 {
6629         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
6630 }
6631 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
6632                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6633                                             const char *buf, size_t count)
6634 {
6635         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
6636 }
6637 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
6638                          sched_mc_power_savings_show,
6639                          sched_mc_power_savings_store);
6640 #endif
6641
6642 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6643 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
6644                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6645                                             char *page)
6646 {
6647         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
6648 }
6649 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
6650                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
6651                                              const char *buf, size_t count)
6652 {
6653         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
6654 }
6655 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
6656                    sched_smt_power_savings_show,
6657                    sched_smt_power_savings_store);
6658 #endif
6659
6660 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
6661 {
6662         int err = 0;
6663
6664 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6665         if (smt_capable())
6666                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6667                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
6668 #endif
6669 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6670         if (!err && mc_capable())
6671                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6672                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
6673 #endif
6674         return err;
6675 }
6676 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
6677
6678 /*
6679  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6680  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6681  * around partition_sched_domains().
6682  */
6683 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6684                              void *hcpu)
6685 {
6686         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6687         case CPU_ONLINE:
6688         case CPU_DOWN_FAILED:
6689                 cpuset_update_active_cpus();
6690                 return NOTIFY_OK;
6691         default:
6692                 return NOTIFY_DONE;
6693         }
6694 }
6695
6696 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6697                                void *hcpu)
6698 {
6699         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6700         case CPU_DOWN_PREPARE:
6701                 cpuset_update_active_cpus();
6702                 return NOTIFY_OK;
6703         default:
6704                 return NOTIFY_DONE;
6705         }
6706 }
6707
6708 void __init sched_init_smp(void)
6709 {
6710         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6711
6712         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6713         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6714
6715         get_online_cpus();
6716         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6717         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6718         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6719         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6720                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6721         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6722         put_online_cpus();
6723
6724         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6725         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6726
6727         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6728         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6729
6730         init_hrtick();
6731
6732         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6733         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6734                 BUG();
6735         sched_init_granularity();
6736         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6737
6738         init_sched_rt_class();
6739 }
6740 #else
6741 void __init sched_init_smp(void)
6742 {
6743         sched_init_granularity();
6744 }
6745 #endif /* CONFIG_SMP */
6746
6747 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6748
6749 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6750 {
6751         return in_lock_functions(addr) ||
6752                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6753                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6754 }
6755
6756 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6757 struct task_group root_task_group;
6758 #endif
6759
6760 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6761
6762 void __init sched_init(void)
6763 {
6764         int i, j;
6765         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6766
6767 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6768         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6769 #endif
6770 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6771         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6772 #endif
6773 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6774         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6775 #endif
6776         if (alloc_size) {
6777                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6778
6779 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6780                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6781                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6782
6783                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6784                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6785
6786 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6787 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6788                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6789                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6790
6791                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6792                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6793
6794 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6795 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6796                 for_each_possible_cpu(i) {
6797                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6798                         ptr += cpumask_size();
6799                 }
6800 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6801         }
6802
6803 #ifdef CONFIG_SMP
6804         init_defrootdomain();
6805 #endif
6806
6807         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6808                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6809
6810 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6811         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6812                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6813 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6814
6815 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6816         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6817         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6818         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6819         autogroup_init(&init_task);
6820
6821 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6822
6823 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6824         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6825         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6826         /* Too early, not expected to fail */
6827         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6828 #endif
6829         for_each_possible_cpu(i) {
6830                 struct rq *rq;
6831
6832                 rq = cpu_rq(i);
6833                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6834                 rq->nr_running = 0;
6835                 rq->calc_load_active = 0;
6836                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6837                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6838                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6839 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6840                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6841                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6842                 /*
6843                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6844                  *
6845                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6846                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6847                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6848                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6849                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6850                  * (se->load.weight).
6851                  *
6852                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6853                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6854                  * then A0's share of the cpu resource is:
6855                  *
6856                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6857                  *
6858                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6859                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6860                  */
6861                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6862                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6863 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6864
6865                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6866 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6867                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6868                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6869 #endif
6870
6871                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6872                         rq->cpu_load[j] = 0;
6873
6874                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6875
6876 #ifdef CONFIG_SMP
6877                 rq->sd = NULL;
6878                 rq->rd = NULL;
6879                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6880                 rq->post_schedule = 0;
6881                 rq->active_balance = 0;
6882                 rq->next_balance = jiffies;
6883                 rq->push_cpu = 0;
6884                 rq->cpu = i;
6885                 rq->online = 0;
6886                 rq->idle_stamp = 0;
6887                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6888                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6889 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6890                 rq->nohz_flags = 0;
6891 #endif
6892 #endif
6893                 init_rq_hrtick(rq);
6894                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6895         }
6896
6897         set_load_weight(&init_task);
6898
6899 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6900         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6901 #endif
6902
6903 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6904         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6905 #endif
6906
6907         /*
6908          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6909          */
6910         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6911         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6912
6913         /*
6914          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6915          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6916          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6917          * when this runqueue becomes "idle".
6918          */
6919         init_idle(current, smp_processor_id());
6920
6921         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6922
6923         /*
6924          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6925          */
6926         current->sched_class = &fair_sched_class;
6927
6928 #ifdef CONFIG_SMP
6929         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6930         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6931         if (cpu_isolated_map == NULL)
6932                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6933 #endif
6934         init_sched_fair_class();
6935
6936         scheduler_running = 1;
6937 }
6938
6939 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6940 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6941 {
6942         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
6943
6944         return (nested == preempt_offset);
6945 }
6946
6947 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6948 {
6949         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
6950
6951         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
6952         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
6953             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6954                 return;
6955         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6956                 return;
6957         prev_jiffy = jiffies;
6958
6959         printk(KERN_ERR
6960                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6961                         file, line);
6962         printk(KERN_ERR
6963                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6964                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6965                         current->pid, current->comm);
6966
6967         debug_show_held_locks(current);
6968         if (irqs_disabled())
6969                 print_irqtrace_events(current);
6970         dump_stack();
6971 }
6972 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6973 #endif
6974
6975 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6976 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6977 {
6978         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6979         int old_prio = p->prio;
6980         int on_rq;
6981
6982         on_rq = p->on_rq;
6983         if (on_rq)
6984                 deactivate_task(rq, p, 0);
6985         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
6986         if (on_rq) {
6987                 activate_task(rq, p, 0);
6988                 resched_task(rq->curr);
6989         }
6990
6991         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
6992 }
6993
6994 void normalize_rt_tasks(void)
6995 {
6996         struct task_struct *g, *p;
6997         unsigned long flags;
6998         struct rq *rq;
6999
7000         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7001         do_each_thread(g, p) {
7002                 /*
7003                  * Only normalize user tasks:
7004                  */
7005                 if (!p->mm)
7006                         continue;
7007
7008                 p->se.exec_start                = 0;
7009 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7010                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7011                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7012                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7013 #endif
7014
7015                 if (!rt_task(p)) {
7016                         /*
7017                          * Renice negative nice level userspace
7018                          * tasks back to 0:
7019                          */
7020                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7021                                 set_user_nice(p, 0);
7022                         continue;
7023                 }
7024
7025                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7026                 rq = __task_rq_lock(p);
7027
7028                 normalize_task(rq, p);
7029
7030                 __task_rq_unlock(rq);
7031                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7032         } while_each_thread(g, p);
7033
7034         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7035 }
7036
7037 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7038
7039 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7040 /*
7041  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7042  *
7043  * They can only be called when the whole system has been
7044  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7045  * activity can take place. Using them for anything else would
7046  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7047  * under any other configuration.
7048  */
7049
7050 /**
7051  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7052  * @cpu: the processor in question.
7053  *
7054  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7055  */
7056 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7057 {
7058         return cpu_curr(cpu);
7059 }
7060
7061 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7062
7063 #ifdef CONFIG_IA64
7064 /**
7065  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7066  * @cpu: the processor in question.
7067  * @p: the task pointer to set.
7068  *
7069  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7070  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7071  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7072  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7073  * and caller must save the original value of the current task (see
7074  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7075  * re-starting the system.
7076  *
7077  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7078  */
7079 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7080 {
7081         cpu_curr(cpu) = p;
7082 }
7083
7084 #endif
7085
7086 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7087 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7088 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7089
7090 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7091 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7092 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7093
7094 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7095 {
7096         free_fair_sched_group(tg);
7097         free_rt_sched_group(tg);
7098         autogroup_free(tg);
7099         kfree(tg);
7100 }
7101
7102 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7103 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7104 {
7105         struct task_group *tg;
7106         unsigned long flags;
7107
7108         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7109         if (!tg)
7110                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7111
7112         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7113                 goto err;
7114
7115         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7116                 goto err;
7117
7118         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7119         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7120
7121         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7122
7123         tg->parent = parent;
7124         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7125         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7126         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7127
7128         return tg;
7129
7130 err:
7131         free_sched_group(tg);
7132         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7133 }
7134
7135 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7136 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7137 {
7138         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7139         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7140 }
7141
7142 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7143 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7144 {
7145         unsigned long flags;
7146         int i;
7147
7148         /* end participation in shares distribution */
7149         for_each_possible_cpu(i)
7150                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7151
7152         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7153         list_del_rcu(&tg->list);
7154         list_del_rcu(&tg->siblings);
7155         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7156
7157         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7158         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7159 }
7160
7161 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7162  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7163  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7164  *      reflect its new group.
7165  */
7166 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7167 {
7168         int on_rq, running;
7169         unsigned long flags;
7170         struct rq *rq;
7171
7172         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7173
7174         running = task_current(rq, tsk);
7175         on_rq = tsk->on_rq;
7176
7177         if (on_rq)
7178                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7179         if (unlikely(running))
7180                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7181
7182 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7183         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7184                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7185         else
7186 #endif
7187                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7188
7189         if (unlikely(running))
7190                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7191         if (on_rq)
7192                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7193
7194         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7195 }
7196 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7197
7198 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7199 #endif
7200
7201 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7202 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7203 {
7204         if (runtime == RUNTIME_INF)
7205                 return 1ULL << 20;
7206
7207         return div64_u64(runtime << 20, period);
7208 }
7209 #endif
7210
7211 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7212 /*
7213  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7214  */
7215 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7216
7217 /* Must be called with tasklist_lock held */
7218 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7219 {
7220         struct task_struct *g, *p;
7221
7222         do_each_thread(g, p) {
7223                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7224                         return 1;
7225         } while_each_thread(g, p);
7226
7227         return 0;
7228 }
7229
7230 struct rt_schedulable_data {
7231         struct task_group *tg;
7232         u64 rt_period;
7233         u64 rt_runtime;
7234 };
7235
7236 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7237 {
7238         struct rt_schedulable_data *d = data;
7239         struct task_group *child;
7240         unsigned long total, sum = 0;
7241         u64 period, runtime;
7242
7243         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7244         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7245
7246         if (tg == d->tg) {
7247                 period = d->rt_period;
7248                 runtime = d->rt_runtime;
7249         }
7250
7251         /*
7252          * Cannot have more runtime than the period.
7253          */
7254         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7255                 return -EINVAL;
7256
7257         /*
7258          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7259          */
7260         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7261                 return -EBUSY;
7262
7263         total = to_ratio(period, runtime);
7264
7265         /*
7266          * Nobody can have more than the global setting allows.
7267          */
7268         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7269                 return -EINVAL;
7270
7271         /*
7272          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7273          */
7274         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7275                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7276                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7277
7278                 if (child == d->tg) {
7279                         period = d->rt_period;
7280                         runtime = d->rt_runtime;
7281                 }
7282
7283                 sum += to_ratio(period, runtime);
7284         }
7285
7286         if (sum > total)
7287                 return -EINVAL;
7288
7289         return 0;
7290 }
7291
7292 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7293 {
7294         int ret;
7295
7296         struct rt_schedulable_data data = {
7297                 .tg = tg,
7298                 .rt_period = period,
7299                 .rt_runtime = runtime,
7300         };
7301
7302         rcu_read_lock();
7303         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7304         rcu_read_unlock();
7305
7306         return ret;
7307 }
7308
7309 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7310                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7311 {
7312         int i, err = 0;
7313
7314         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7315         read_lock(&tasklist_lock);
7316         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7317         if (err)
7318                 goto unlock;
7319
7320         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7321         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7322         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7323
7324         for_each_possible_cpu(i) {
7325                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7326
7327                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7328                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7329                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7330         }
7331         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7332 unlock:
7333         read_unlock(&tasklist_lock);
7334         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7335
7336         return err;
7337 }
7338
7339 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7340 {
7341         u64 rt_runtime, rt_period;
7342
7343         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7344         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7345         if (rt_runtime_us < 0)
7346                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7347
7348         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7349 }
7350
7351 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7352 {
7353         u64 rt_runtime_us;
7354
7355         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7356                 return -1;
7357
7358         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7359         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7360         return rt_runtime_us;
7361 }
7362
7363 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7364 {
7365         u64 rt_runtime, rt_period;
7366
7367         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7368         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7369
7370         if (rt_period == 0)
7371                 return -EINVAL;
7372
7373         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7374 }
7375
7376 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7377 {
7378         u64 rt_period_us;
7379
7380         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7381         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7382         return rt_period_us;
7383 }
7384
7385 static int sched_rt_global_constraints(void)
7386 {
7387         u64 runtime, period;
7388         int ret = 0;
7389
7390         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7391                 return -EINVAL;
7392
7393         runtime = global_rt_runtime();
7394         period = global_rt_period();
7395
7396         /*
7397          * Sanity check on the sysctl variables.
7398          */
7399         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7400                 return -EINVAL;
7401
7402         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7403         read_lock(&tasklist_lock);
7404         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7405         read_unlock(&tasklist_lock);
7406         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7407
7408         return ret;
7409 }
7410
7411 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7412 {
7413         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7414         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7415                 return 0;
7416
7417         return 1;
7418 }
7419
7420 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7421 static int sched_rt_global_constraints(void)
7422 {
7423         unsigned long flags;
7424         int i;
7425
7426         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7427                 return -EINVAL;
7428
7429         /*
7430          * There's always some RT tasks in the root group
7431          * -- migration, kstopmachine etc..
7432          */
7433         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7434                 return -EBUSY;
7435
7436         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7437         for_each_possible_cpu(i) {
7438                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7439
7440                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7441                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7442                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7443         }
7444         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7445
7446         return 0;
7447 }
7448 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7449
7450 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7451                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7452                 loff_t *ppos)
7453 {
7454         int ret;
7455         int old_period, old_runtime;
7456         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7457
7458         mutex_lock(&mutex);
7459         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7460         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7461
7462         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7463
7464         if (!ret && write) {
7465                 ret = sched_rt_global_constraints();
7466                 if (ret) {
7467                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7468                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7469                 } else {
7470                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7471                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7472                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7473                 }
7474         }
7475         mutex_unlock(&mutex);
7476
7477         return ret;
7478 }
7479
7480 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7481
7482 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7483 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7484 {
7485         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7486                             struct task_group, css);
7487 }
7488
7489 static struct cgroup_subsys_state *
7490 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7491 {
7492         struct task_group *tg, *parent;
7493
7494         if (!cgrp->parent) {
7495                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7496                 return &root_task_group.css;
7497         }
7498
7499         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7500         tg = sched_create_group(parent);
7501         if (IS_ERR(tg))
7502                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7503
7504         return &tg->css;
7505 }
7506
7507 static void
7508 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7509 {
7510         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7511
7512         sched_destroy_group(tg);
7513 }
7514
7515 static int
7516 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7517 {
7518 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7519         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
7520                 return -EINVAL;
7521 #else
7522         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7523         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
7524                 return -EINVAL;
7525 #endif
7526         return 0;
7527 }
7528
7529 static void
7530 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7531 {
7532         sched_move_task(tsk);
7533 }
7534
7535 static void
7536 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
7537                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
7538 {
7539         /*
7540          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7541          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7542          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7543          */
7544         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7545                 return;
7546
7547         sched_move_task(task);
7548 }
7549
7550 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7551 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7552                                 u64 shareval)
7553 {
7554         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7555 }
7556
7557 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7558 {
7559         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7560
7561         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7562 }
7563
7564 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7565 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7566
7567 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7568 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7569
7570 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7571
7572 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7573 {
7574         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7575         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7576
7577         if (tg == &root_task_group)
7578                 return -EINVAL;
7579
7580         /*
7581          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7582          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7583          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7584          */
7585         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7586                 return -EINVAL;
7587
7588         /*
7589          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7590          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7591          * feasibility.
7592          */
7593         if (period > max_cfs_quota_period)
7594                 return -EINVAL;
7595
7596         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7597         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7598         if (ret)
7599                 goto out_unlock;
7600
7601         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7602         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7603         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7604         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7605         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7606         cfs_b->quota = quota;
7607
7608         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7609         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7610         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7611                 /* force a reprogram */
7612                 cfs_b->timer_active = 0;
7613                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7614         }
7615         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7616
7617         for_each_possible_cpu(i) {
7618                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7619                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7620
7621                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7622                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7623                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7624
7625                 if (cfs_rq->throttled)
7626                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7627                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7628         }
7629 out_unlock:
7630         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7631
7632         return ret;
7633 }
7634
7635 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7636 {
7637         u64 quota, period;
7638
7639         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7640         if (cfs_quota_us < 0)
7641                 quota = RUNTIME_INF;
7642         else
7643                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7644
7645         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7646 }
7647
7648 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7649 {
7650         u64 quota_us;
7651
7652         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7653                 return -1;
7654
7655         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7656         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7657
7658         return quota_us;
7659 }
7660
7661 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7662 {
7663         u64 quota, period;
7664
7665         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7666         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7667
7668         if (period <= 0)
7669                 return -EINVAL;
7670
7671         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7672 }
7673
7674 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7675 {
7676         u64 cfs_period_us;
7677
7678         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7679         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7680
7681         return cfs_period_us;
7682 }
7683
7684 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7685 {
7686         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7687 }
7688
7689 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7690                                 s64 cfs_quota_us)
7691 {
7692         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7693 }
7694
7695 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7696 {
7697         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7698 }
7699
7700 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7701                                 u64 cfs_period_us)
7702 {
7703         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7704 }
7705
7706 struct cfs_schedulable_data {
7707         struct task_group *tg;
7708         u64 period, quota;
7709 };
7710
7711 /*
7712  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7713  * note: units are usecs
7714  */
7715 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7716                                struct cfs_schedulable_data *d)
7717 {
7718         u64 quota, period;
7719
7720         if (tg == d->tg) {
7721                 period = d->period;
7722                 quota = d->quota;
7723         } else {
7724                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7725                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7726         }
7727
7728         /* note: these should typically be equivalent */
7729         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7730                 return RUNTIME_INF;
7731
7732         return to_ratio(period, quota);
7733 }
7734
7735 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7736 {
7737         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7738         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7739         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7740
7741         if (!tg->parent) {
7742                 quota = RUNTIME_INF;
7743         } else {
7744                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7745
7746                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7747                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7748
7749                 /*
7750                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7751                  * limit is set
7752                  */
7753                 if (quota == RUNTIME_INF)
7754                         quota = parent_quota;
7755                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7756                         return -EINVAL;
7757         }
7758         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7759
7760         return 0;
7761 }
7762
7763 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7764 {
7765         int ret;
7766         struct cfs_schedulable_data data = {
7767                 .tg = tg,
7768                 .period = period,
7769                 .quota = quota,
7770         };
7771
7772         if (quota != RUNTIME_INF) {
7773                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7774                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7775         }
7776
7777         rcu_read_lock();
7778         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7779         rcu_read_unlock();
7780
7781         return ret;
7782 }
7783
7784 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7785                 struct cgroup_map_cb *cb)
7786 {
7787         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7788         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7789
7790         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7791         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7792         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7793
7794         return 0;
7795 }
7796 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7797 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7798
7799 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7800 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7801                                 s64 val)
7802 {
7803         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7804 }
7805
7806 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7807 {
7808         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7809 }
7810
7811 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7812                 u64 rt_period_us)
7813 {
7814         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7815 }
7816
7817 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7818 {
7819         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7820 }
7821 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7822
7823 static struct cftype cpu_files[] = {
7824 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7825         {
7826                 .name = "shares",
7827                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7828                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7829         },
7830 #endif
7831 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7832         {
7833                 .name = "cfs_quota_us",
7834                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7835                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7836         },
7837         {
7838                 .name = "cfs_period_us",
7839                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7840                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7841         },
7842         {
7843                 .name = "stat",
7844                 .read_map = cpu_stats_show,
7845         },
7846 #endif
7847 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7848         {
7849                 .name = "rt_runtime_us",
7850                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7851                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7852         },
7853         {
7854                 .name = "rt_period_us",
7855                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7856                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7857         },
7858 #endif
7859 };
7860
7861 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
7862 {
7863         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
7864 }
7865
7866 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7867         .name           = "cpu",
7868         .create         = cpu_cgroup_create,
7869         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
7870         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
7871         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
7872         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7873         .populate       = cpu_cgroup_populate,
7874         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7875         .early_init     = 1,
7876 };
7877
7878 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7879
7880 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7881
7882 /*
7883  * CPU accounting code for task groups.
7884  *
7885  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
7886  * (balbir@in.ibm.com).
7887  */
7888
7889 /* create a new cpu accounting group */
7890 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
7891         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7892 {
7893         struct cpuacct *ca;
7894
7895         if (!cgrp->parent)
7896                 return &root_cpuacct.css;
7897
7898         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
7899         if (!ca)
7900                 goto out;
7901
7902         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
7903         if (!ca->cpuusage)
7904                 goto out_free_ca;
7905
7906         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
7907         if (!ca->cpustat)
7908                 goto out_free_cpuusage;
7909
7910         return &ca->css;
7911
7912 out_free_cpuusage:
7913         free_percpu(ca->cpuusage);
7914 out_free_ca:
7915         kfree(ca);
7916 out:
7917         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7918 }
7919
7920 /* destroy an existing cpu accounting group */
7921 static void
7922 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7923 {
7924         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7925
7926         free_percpu(ca->cpustat);
7927         free_percpu(ca->cpuusage);
7928         kfree(ca);
7929 }
7930
7931 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
7932 {
7933         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7934         u64 data;
7935
7936 #ifndef CONFIG_64BIT
7937         /*
7938          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
7939          */
7940         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7941         data = *cpuusage;
7942         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7943 #else
7944         data = *cpuusage;
7945 #endif
7946
7947         return data;
7948 }
7949
7950 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
7951 {
7952         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7953
7954 #ifndef CONFIG_64BIT
7955         /*
7956          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
7957          */
7958         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7959         *cpuusage = val;
7960         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7961 #else
7962         *cpuusage = val;
7963 #endif
7964 }
7965
7966 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
7967 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7968 {
7969         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7970         u64 totalcpuusage = 0;
7971         int i;
7972
7973         for_each_present_cpu(i)
7974                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7975
7976         return totalcpuusage;
7977 }
7978
7979 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7980                                                                 u64 reset)
7981 {
7982         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7983         int err = 0;
7984         int i;
7985
7986         if (reset) {
7987                 err = -EINVAL;
7988                 goto out;
7989         }
7990
7991         for_each_present_cpu(i)
7992                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
7993
7994 out:
7995         return err;
7996 }
7997
7998 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
7999                                    struct seq_file *m)
8000 {
8001         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8002         u64 percpu;
8003         int i;
8004
8005         for_each_present_cpu(i) {
8006                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8007                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8008         }
8009         seq_printf(m, "\n");
8010         return 0;
8011 }
8012
8013 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8014         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8015         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8016 };
8017
8018 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8019                               struct cgroup_map_cb *cb)
8020 {
8021         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8022         int cpu;
8023         s64 val = 0;
8024
8025         for_each_online_cpu(cpu) {
8026                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8027                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8028                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8029         }
8030         val = cputime64_to_clock_t(val);
8031         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8032
8033         val = 0;
8034         for_each_online_cpu(cpu) {
8035                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8036                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8037                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8038                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8039         }
8040
8041         val = cputime64_to_clock_t(val);
8042         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8043
8044         return 0;
8045 }
8046
8047 static struct cftype files[] = {
8048         {
8049                 .name = "usage",
8050                 .read_u64 = cpuusage_read,
8051                 .write_u64 = cpuusage_write,
8052         },
8053         {
8054                 .name = "usage_percpu",
8055                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8056         },
8057         {
8058                 .name = "stat",
8059                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8060         },
8061 };
8062
8063 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
8064 {
8065         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
8066 }
8067
8068 /*
8069  * charge this task's execution time to its accounting group.
8070  *
8071  * called with rq->lock held.
8072  */
8073 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8074 {
8075         struct cpuacct *ca;
8076         int cpu;
8077
8078         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8079                 return;
8080
8081         cpu = task_cpu(tsk);
8082
8083         rcu_read_lock();
8084
8085         ca = task_ca(tsk);
8086
8087         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8088                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8089                 *cpuusage += cputime;
8090         }
8091
8092         rcu_read_unlock();
8093 }
8094
8095 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8096         .name = "cpuacct",
8097         .create = cpuacct_create,
8098         .destroy = cpuacct_destroy,
8099         .populate = cpuacct_populate,
8100         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8101 };
8102 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */