sched, nohz: Track nr_busy_cpus in the sched_group_power
[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         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_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->irq))
907                 ret = 1;
908         local_irq_restore(flags);
909         return ret;
910 }
911
912 static int irqtime_account_si_update(void)
913 {
914         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_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->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
2504 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2505
2506 /*
2507  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2508  * @p in case that task is currently running.
2509  *
2510  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2511  */
2512 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2513 {
2514         u64 ns = 0;
2515
2516         if (task_current(rq, p)) {
2517                 update_rq_clock(rq);
2518                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2519                 if ((s64)ns < 0)
2520                         ns = 0;
2521         }
2522
2523         return ns;
2524 }
2525
2526 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2527 {
2528         unsigned long flags;
2529         struct rq *rq;
2530         u64 ns = 0;
2531
2532         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2533         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2534         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2535
2536         return ns;
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Return accounted runtime for the task.
2541  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2542  * pending runtime that have not been accounted yet.
2543  */
2544 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2545 {
2546         unsigned long flags;
2547         struct rq *rq;
2548         u64 ns = 0;
2549
2550         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2551         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2552         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2553
2554         return ns;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Account user cpu time to a process.
2559  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2560  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
2561  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2562  */
2563 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2564                        cputime_t cputime_scaled)
2565 {
2566         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2567         cputime64_t tmp;
2568
2569         /* Add user time to process. */
2570         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2571         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2572         account_group_user_time(p, cputime);
2573
2574         /* Add user time to cpustat. */
2575         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2576         if (TASK_NICE(p) > 0)
2577                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
2578         else
2579                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
2580
2581         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
2582         /* Account for user time used */
2583         acct_update_integrals(p);
2584 }
2585
2586 /*
2587  * Account guest cpu time to a process.
2588  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2589  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
2590  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2591  */
2592 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2593                                cputime_t cputime_scaled)
2594 {
2595         cputime64_t tmp;
2596         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2597
2598         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2599
2600         /* Add guest time to process. */
2601         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
2602         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
2603         account_group_user_time(p, cputime);
2604         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
2605
2606         /* Add guest time to cpustat. */
2607         if (TASK_NICE(p) > 0) {
2608                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
2609                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
2610         } else {
2611                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
2612                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
2613         }
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
2618  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2619  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2620  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2621  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
2622  */
2623 static inline
2624 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2625                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
2626 {
2627         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
2628
2629         /* Add system time to process. */
2630         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
2631         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
2632         account_group_system_time(p, cputime);
2633
2634         /* Add system time to cpustat. */
2635         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
2636         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
2637
2638         /* Account for system time used */
2639         acct_update_integrals(p);
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Account system cpu time to a process.
2644  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2645  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
2646  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2647  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2648  */
2649 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
2650                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
2651 {
2652         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2653         cputime64_t *target_cputime64;
2654
2655         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
2656                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
2657                 return;
2658         }
2659
2660         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
2661                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
2662         else if (in_serving_softirq())
2663                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
2664         else
2665                 target_cputime64 = &cpustat->system;
2666
2667         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Account for involuntary wait time.
2672  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
2673  */
2674 void account_steal_time(cputime_t cputime)
2675 {
2676         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2677         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2678
2679         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
2680 }
2681
2682 /*
2683  * Account for idle time.
2684  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2685  */
2686 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2687 {
2688         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2689         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
2690         struct rq *rq = this_rq();
2691
2692         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2693                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
2694         else
2695                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
2696 }
2697
2698 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
2699 {
2700 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2701         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
2702                 u64 steal, st = 0;
2703
2704                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
2705                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
2706
2707                 st = steal_ticks(steal);
2708                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
2709
2710                 account_steal_time(st);
2711                 return st;
2712         }
2713 #endif
2714         return false;
2715 }
2716
2717 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2718
2719 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2720 /*
2721  * Account a tick to a process and cpustat
2722  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2723  * @user_tick: is the tick from userspace
2724  * @rq: the pointer to rq
2725  *
2726  * Tick demultiplexing follows the order
2727  * - pending hardirq update
2728  * - pending softirq update
2729  * - user_time
2730  * - idle_time
2731  * - system time
2732  *   - check for guest_time
2733  *   - else account as system_time
2734  *
2735  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
2736  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
2737  * opportunity to update it solely in system time.
2738  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
2739  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
2740  */
2741 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2742                                                 struct rq *rq)
2743 {
2744         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2745         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
2746         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2747
2748         if (steal_account_process_tick())
2749                 return;
2750
2751         if (irqtime_account_hi_update()) {
2752                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
2753         } else if (irqtime_account_si_update()) {
2754                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
2755         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
2756                 /*
2757                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
2758                  * So, we have to handle it separately here.
2759                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
2760                  */
2761                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2762                                         &cpustat->softirq);
2763         } else if (user_tick) {
2764                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2765         } else if (p == rq->idle) {
2766                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2767         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
2768                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2769         } else {
2770                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2771                                         &cpustat->system);
2772         }
2773 }
2774
2775 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
2776 {
2777         int i;
2778         struct rq *rq = this_rq();
2779
2780         for (i = 0; i < ticks; i++)
2781                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
2782 }
2783 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2784 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
2785 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2786                                                 struct rq *rq) {}
2787 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2788
2789 /*
2790  * Account a single tick of cpu time.
2791  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2792  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
2793  */
2794 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
2795 {
2796         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2797         struct rq *rq = this_rq();
2798
2799         if (sched_clock_irqtime) {
2800                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
2801                 return;
2802         }
2803
2804         if (steal_account_process_tick())
2805                 return;
2806
2807         if (user_tick)
2808                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2809         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
2810                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
2811                                     one_jiffy_scaled);
2812         else
2813                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Account multiple ticks of steal time.
2818  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
2819  * @ticks: number of stolen ticks
2820  */
2821 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
2822 {
2823         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Account multiple ticks of idle time.
2828  * @ticks: number of stolen ticks
2829  */
2830 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
2831 {
2832
2833         if (sched_clock_irqtime) {
2834                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
2835                 return;
2836         }
2837
2838         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2839 }
2840
2841 #endif
2842
2843 /*
2844  * Use precise platform statistics if available:
2845  */
2846 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2847 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2848 {
2849         *ut = p->utime;
2850         *st = p->stime;
2851 }
2852
2853 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2854 {
2855         struct task_cputime cputime;
2856
2857         thread_group_cputime(p, &cputime);
2858
2859         *ut = cputime.utime;
2860         *st = cputime.stime;
2861 }
2862 #else
2863
2864 #ifndef nsecs_to_cputime
2865 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
2866 #endif
2867
2868 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2869 {
2870         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
2871
2872         /*
2873          * Use CFS's precise accounting:
2874          */
2875         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
2876
2877         if (total) {
2878                 u64 temp = rtime;
2879
2880                 temp *= utime;
2881                 do_div(temp, total);
2882                 utime = (cputime_t)temp;
2883         } else
2884                 utime = rtime;
2885
2886         /*
2887          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
2888          */
2889         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
2890         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
2891
2892         *ut = p->prev_utime;
2893         *st = p->prev_stime;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Must be called with siglock held.
2898  */
2899 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2900 {
2901         struct signal_struct *sig = p->signal;
2902         struct task_cputime cputime;
2903         cputime_t rtime, utime, total;
2904
2905         thread_group_cputime(p, &cputime);
2906
2907         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
2908         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
2909
2910         if (total) {
2911                 u64 temp = rtime;
2912
2913                 temp *= cputime.utime;
2914                 do_div(temp, total);
2915                 utime = (cputime_t)temp;
2916         } else
2917                 utime = rtime;
2918
2919         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
2920         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
2921                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
2922
2923         *ut = sig->prev_utime;
2924         *st = sig->prev_stime;
2925 }
2926 #endif
2927
2928 /*
2929  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2930  * We call it with interrupts disabled.
2931  */
2932 void scheduler_tick(void)
2933 {
2934         int cpu = smp_processor_id();
2935         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2936         struct task_struct *curr = rq->curr;
2937
2938         sched_clock_tick();
2939
2940         raw_spin_lock(&rq->lock);
2941         update_rq_clock(rq);
2942         update_cpu_load_active(rq);
2943         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2944         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2945
2946         perf_event_task_tick();
2947
2948 #ifdef CONFIG_SMP
2949         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2950         trigger_load_balance(rq, cpu);
2951 #endif
2952 }
2953
2954 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2955 {
2956         if (in_lock_functions(addr)) {
2957                 addr = CALLER_ADDR2;
2958                 if (in_lock_functions(addr))
2959                         addr = CALLER_ADDR3;
2960         }
2961         return addr;
2962 }
2963
2964 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2965                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2966
2967 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2968 {
2969 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2970         /*
2971          * Underflow?
2972          */
2973         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2974                 return;
2975 #endif
2976         preempt_count() += val;
2977 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2978         /*
2979          * Spinlock count overflowing soon?
2980          */
2981         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2982                                 PREEMPT_MASK - 10);
2983 #endif
2984         if (preempt_count() == val)
2985                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2988
2989 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2990 {
2991 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2992         /*
2993          * Underflow?
2994          */
2995         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2996                 return;
2997         /*
2998          * Is the spinlock portion underflowing?
2999          */
3000         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3001                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3002                 return;
3003 #endif
3004
3005         if (preempt_count() == val)
3006                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3007         preempt_count() -= val;
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3010
3011 #endif
3012
3013 /*
3014  * Print scheduling while atomic bug:
3015  */
3016 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3017 {
3018         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3019
3020         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3021                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3022
3023         debug_show_held_locks(prev);
3024         print_modules();
3025         if (irqs_disabled())
3026                 print_irqtrace_events(prev);
3027
3028         if (regs)
3029                 show_regs(regs);
3030         else
3031                 dump_stack();
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3036  */
3037 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3038 {
3039         /*
3040          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3041          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3042          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3043          */
3044         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
3045                 __schedule_bug(prev);
3046         rcu_sleep_check();
3047
3048         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3049
3050         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3051 }
3052
3053 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3054 {
3055         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
3056                 update_rq_clock(rq);
3057         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3058 }
3059
3060 /*
3061  * Pick up the highest-prio task:
3062  */
3063 static inline struct task_struct *
3064 pick_next_task(struct rq *rq)
3065 {
3066         const struct sched_class *class;
3067         struct task_struct *p;
3068
3069         /*
3070          * Optimization: we know that if all tasks are in
3071          * the fair class we can call that function directly:
3072          */
3073         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3074                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3075                 if (likely(p))
3076                         return p;
3077         }
3078
3079         for_each_class(class) {
3080                 p = class->pick_next_task(rq);
3081                 if (p)
3082                         return p;
3083         }
3084
3085         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3086 }
3087
3088 /*
3089  * __schedule() is the main scheduler function.
3090  */
3091 static void __sched __schedule(void)
3092 {
3093         struct task_struct *prev, *next;
3094         unsigned long *switch_count;
3095         struct rq *rq;
3096         int cpu;
3097
3098 need_resched:
3099         preempt_disable();
3100         cpu = smp_processor_id();
3101         rq = cpu_rq(cpu);
3102         rcu_note_context_switch(cpu);
3103         prev = rq->curr;
3104
3105         schedule_debug(prev);
3106
3107         if (sched_feat(HRTICK))
3108                 hrtick_clear(rq);
3109
3110         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3111
3112         switch_count = &prev->nivcsw;
3113         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3114                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3115                         prev->state = TASK_RUNNING;
3116                 } else {
3117                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3118                         prev->on_rq = 0;
3119
3120                         /*
3121                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3122                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3123                          * concurrency.
3124                          */
3125                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3126                                 struct task_struct *to_wakeup;
3127
3128                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3129                                 if (to_wakeup)
3130                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3131                         }
3132                 }
3133                 switch_count = &prev->nvcsw;
3134         }
3135
3136         pre_schedule(rq, prev);
3137
3138         if (unlikely(!rq->nr_running))
3139                 idle_balance(cpu, rq);
3140
3141         put_prev_task(rq, prev);
3142         next = pick_next_task(rq);
3143         clear_tsk_need_resched(prev);
3144         rq->skip_clock_update = 0;
3145
3146         if (likely(prev != next)) {
3147                 rq->nr_switches++;
3148                 rq->curr = next;
3149                 ++*switch_count;
3150
3151                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3152                 /*
3153                  * The context switch have flipped the stack from under us
3154                  * and restored the local variables which were saved when
3155                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3156                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3157                  */
3158                 cpu = smp_processor_id();
3159                 rq = cpu_rq(cpu);
3160         } else
3161                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3162
3163         post_schedule(rq);
3164
3165         preempt_enable_no_resched();
3166         if (need_resched())
3167                 goto need_resched;
3168 }
3169
3170 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3171 {
3172         if (!tsk->state)
3173                 return;
3174         /*
3175          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3176          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3177          */
3178         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3179                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3180 }
3181
3182 asmlinkage void __sched schedule(void)
3183 {
3184         struct task_struct *tsk = current;
3185
3186         sched_submit_work(tsk);
3187         __schedule();
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3190
3191 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3192
3193 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3194 {
3195         if (lock->owner != owner)
3196                 return false;
3197
3198         /*
3199          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3200          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3201          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3202          * ensures the memory stays valid.
3203          */
3204         barrier();
3205
3206         return owner->on_cpu;
3207 }
3208
3209 /*
3210  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3211  * access and not reliable.
3212  */
3213 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3214 {
3215         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3216                 return 0;
3217
3218         rcu_read_lock();
3219         while (owner_running(lock, owner)) {
3220                 if (need_resched())
3221                         break;
3222
3223                 arch_mutex_cpu_relax();
3224         }
3225         rcu_read_unlock();
3226
3227         /*
3228          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3229          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3230          * success only when lock->owner is NULL.
3231          */
3232         return lock->owner == NULL;
3233 }
3234 #endif
3235
3236 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3237 /*
3238  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3239  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3240  * occur there and call schedule directly.
3241  */
3242 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3243 {
3244         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3245
3246         /*
3247          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3248          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3249          */
3250         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3251                 return;
3252
3253         do {
3254                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3255                 __schedule();
3256                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3257
3258                 /*
3259                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3260                  * between schedule and now.
3261                  */
3262                 barrier();
3263         } while (need_resched());
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3266
3267 /*
3268  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3269  * off of irq context.
3270  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3271  * protect us against recursive calling from irq.
3272  */
3273 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3274 {
3275         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3276
3277         /* Catch callers which need to be fixed */
3278         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3279
3280         do {
3281                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3282                 local_irq_enable();
3283                 __schedule();
3284                 local_irq_disable();
3285                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3286
3287                 /*
3288                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3289                  * between schedule and now.
3290                  */
3291                 barrier();
3292         } while (need_resched());
3293 }
3294
3295 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3296
3297 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3298                           void *key)
3299 {
3300         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3303
3304 /*
3305  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3306  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3307  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3308  *
3309  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3310  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3311  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3312  */
3313 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3314                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3315 {
3316         wait_queue_t *curr, *next;
3317
3318         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3319                 unsigned flags = curr->flags;
3320
3321                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3322                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3323                         break;
3324         }
3325 }
3326
3327 /**
3328  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3329  * @q: the waitqueue
3330  * @mode: which threads
3331  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3332  * @key: is directly passed to the wakeup function
3333  *
3334  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3335  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3336  */
3337 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3338                         int nr_exclusive, void *key)
3339 {
3340         unsigned long flags;
3341
3342         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3343         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3344         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3347
3348 /*
3349  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3350  */
3351 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
3352 {
3353         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3356
3357 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3358 {
3359         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3360 }
3361 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3362
3363 /**
3364  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3365  * @q: the waitqueue
3366  * @mode: which threads
3367  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3368  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3369  *
3370  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3371  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3372  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3373  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3374  *
3375  * On UP it can prevent extra preemption.
3376  *
3377  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3378  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3379  */
3380 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3381                         int nr_exclusive, void *key)
3382 {
3383         unsigned long flags;
3384         int wake_flags = WF_SYNC;
3385
3386         if (unlikely(!q))
3387                 return;
3388
3389         if (unlikely(!nr_exclusive))
3390                 wake_flags = 0;
3391
3392         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3393         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3394         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3397
3398 /*
3399  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3400  */
3401 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3402 {
3403         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3406
3407 /**
3408  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3409  * @x:  holds the state of this particular completion
3410  *
3411  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3412  * awakened in the same order in which they were queued.
3413  *
3414  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3415  *
3416  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3417  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3418  */
3419 void complete(struct completion *x)
3420 {
3421         unsigned long flags;
3422
3423         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3424         x->done++;
3425         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3426         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3427 }
3428 EXPORT_SYMBOL(complete);
3429
3430 /**
3431  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3432  * @x:  holds the state of this particular completion
3433  *
3434  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3435  *
3436  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3437  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3438  */
3439 void complete_all(struct completion *x)
3440 {
3441         unsigned long flags;
3442
3443         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3444         x->done += UINT_MAX/2;
3445         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3446         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3449
3450 static inline long __sched
3451 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3452 {
3453         if (!x->done) {
3454                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3455
3456                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3457                 do {
3458                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3459                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3460                                 break;
3461                         }
3462                         __set_current_state(state);
3463                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3464                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3465                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3466                 } while (!x->done && timeout);
3467                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3468                 if (!x->done)
3469                         return timeout;
3470         }
3471         x->done--;
3472         return timeout ?: 1;
3473 }
3474
3475 static long __sched
3476 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3477 {
3478         might_sleep();
3479
3480         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3481         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3482         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3483         return timeout;
3484 }
3485
3486 /**
3487  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3488  * @x:  holds the state of this particular completion
3489  *
3490  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3491  * interruptible and there is no timeout.
3492  *
3493  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3494  * and interrupt capability. Also see complete().
3495  */
3496 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3497 {
3498         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3499 }
3500 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3501
3502 /**
3503  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3504  * @x:  holds the state of this particular completion
3505  * @timeout:  timeout value in jiffies
3506  *
3507  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3508  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3509  * interruptible.
3510  *
3511  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3512  * jiffies left till timeout) if completed.
3513  */
3514 unsigned long __sched
3515 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3516 {
3517         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3520
3521 /**
3522  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3523  * @x:  holds the state of this particular completion
3524  *
3525  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3526  * interruptible.
3527  *
3528  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3529  */
3530 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3531 {
3532         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3533         if (t == -ERESTARTSYS)
3534                 return t;
3535         return 0;
3536 }
3537 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3538
3539 /**
3540  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3541  * @x:  holds the state of this particular completion
3542  * @timeout:  timeout value in jiffies
3543  *
3544  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3545  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3546  *
3547  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3548  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3549  */
3550 long __sched
3551 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3552                                           unsigned long timeout)
3553 {
3554         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3557
3558 /**
3559  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3560  * @x:  holds the state of this particular completion
3561  *
3562  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3563  * interrupted by a kill signal.
3564  *
3565  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3566  */
3567 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3568 {
3569         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3570         if (t == -ERESTARTSYS)
3571                 return t;
3572         return 0;
3573 }
3574 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3575
3576 /**
3577  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3578  * @x:  holds the state of this particular completion
3579  * @timeout:  timeout value in jiffies
3580  *
3581  * This waits for either a completion of a specific task to be
3582  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3583  * interrupted by a kill signal. 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_killable_timeout(struct completion *x,
3590                                      unsigned long timeout)
3591 {
3592         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3595
3596 /**
3597  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3598  *      @x:     completion structure
3599  *
3600  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3601  *               1 if a decrement succeeded.
3602  *
3603  *      If a completion is being used as a counting completion,
3604  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3605  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3606  *      is protecting is not available.
3607  */
3608 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3609 {
3610         unsigned long flags;
3611         int ret = 1;
3612
3613         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3614         if (!x->done)
3615                 ret = 0;
3616         else
3617                 x->done--;
3618         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3619         return ret;
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3622
3623 /**
3624  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3625  *      @x:     completion structure
3626  *
3627  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3628  *               1 if there are no waiters.
3629  *
3630  */
3631 bool completion_done(struct completion *x)
3632 {
3633         unsigned long flags;
3634         int ret = 1;
3635
3636         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3637         if (!x->done)
3638                 ret = 0;
3639         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3640         return ret;
3641 }
3642 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3643
3644 static long __sched
3645 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3646 {
3647         unsigned long flags;
3648         wait_queue_t wait;
3649
3650         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3651
3652         __set_current_state(state);
3653
3654         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3655         __add_wait_queue(q, &wait);
3656         spin_unlock(&q->lock);
3657         timeout = schedule_timeout(timeout);
3658         spin_lock_irq(&q->lock);
3659         __remove_wait_queue(q, &wait);
3660         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3661
3662         return timeout;
3663 }
3664
3665 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3666 {
3667         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3668 }
3669 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3670
3671 long __sched
3672 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3673 {
3674         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3675 }
3676 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3677
3678 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3679 {
3680         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3681 }
3682 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3683
3684 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3685 {
3686         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3689
3690 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3691
3692 /*
3693  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3694  * @p: task
3695  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3696  *
3697  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3698  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3699  *
3700  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3701  */
3702 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3703 {
3704         int oldprio, on_rq, running;
3705         struct rq *rq;
3706         const struct sched_class *prev_class;
3707
3708         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3709
3710         rq = __task_rq_lock(p);
3711
3712         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3713         oldprio = p->prio;
3714         prev_class = p->sched_class;
3715         on_rq = p->on_rq;
3716         running = task_current(rq, p);
3717         if (on_rq)
3718                 dequeue_task(rq, p, 0);
3719         if (running)
3720                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3721
3722         if (rt_prio(prio))
3723                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3724         else
3725                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3726
3727         p->prio = prio;
3728
3729         if (running)
3730                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3731         if (on_rq)
3732                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3733
3734         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3735         __task_rq_unlock(rq);
3736 }
3737
3738 #endif
3739
3740 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3741 {
3742         int old_prio, delta, on_rq;
3743         unsigned long flags;
3744         struct rq *rq;
3745
3746         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3747                 return;
3748         /*
3749          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3750          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3751          */
3752         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3753         /*
3754          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3755          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3756          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3757          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3758          */
3759         if (task_has_rt_policy(p)) {
3760                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3761                 goto out_unlock;
3762         }
3763         on_rq = p->on_rq;
3764         if (on_rq)
3765                 dequeue_task(rq, p, 0);
3766
3767         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3768         set_load_weight(p);
3769         old_prio = p->prio;
3770         p->prio = effective_prio(p);
3771         delta = p->prio - old_prio;
3772
3773         if (on_rq) {
3774                 enqueue_task(rq, p, 0);
3775                 /*
3776                  * If the task increased its priority or is running and
3777                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3778                  */
3779                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3780                         resched_task(rq->curr);
3781         }
3782 out_unlock:
3783         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3784 }
3785 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3786
3787 /*
3788  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3789  * @p: task
3790  * @nice: nice value
3791  */
3792 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3793 {
3794         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3795         int nice_rlim = 20 - nice;
3796
3797         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3798                 capable(CAP_SYS_NICE));
3799 }
3800
3801 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3802
3803 /*
3804  * sys_nice - change the priority of the current process.
3805  * @increment: priority increment
3806  *
3807  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3808  * does similar things.
3809  */
3810 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3811 {
3812         long nice, retval;
3813
3814         /*
3815          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3816          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3817          * and we have a single winner.
3818          */
3819         if (increment < -40)
3820                 increment = -40;
3821         if (increment > 40)
3822                 increment = 40;
3823
3824         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3825         if (nice < -20)
3826                 nice = -20;
3827         if (nice > 19)
3828                 nice = 19;
3829
3830         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3831                 return -EPERM;
3832
3833         retval = security_task_setnice(current, nice);
3834         if (retval)
3835                 return retval;
3836
3837         set_user_nice(current, nice);
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 #endif
3842
3843 /**
3844  * task_prio - return the priority value of a given task.
3845  * @p: the task in question.
3846  *
3847  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3848  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3849  * around 0, value goes from -16 to +15.
3850  */
3851 int task_prio(const struct task_struct *p)
3852 {
3853         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3854 }
3855
3856 /**
3857  * task_nice - return the nice value of a given task.
3858  * @p: the task in question.
3859  */
3860 int task_nice(const struct task_struct *p)
3861 {
3862         return TASK_NICE(p);
3863 }
3864 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3865
3866 /**
3867  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3868  * @cpu: the processor in question.
3869  */
3870 int idle_cpu(int cpu)
3871 {
3872         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3873
3874         if (rq->curr != rq->idle)
3875                 return 0;
3876
3877         if (rq->nr_running)
3878                 return 0;
3879
3880 #ifdef CONFIG_SMP
3881         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3882                 return 0;
3883 #endif
3884
3885         return 1;
3886 }
3887
3888 /**
3889  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3890  * @cpu: the processor in question.
3891  */
3892 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3893 {
3894         return cpu_rq(cpu)->idle;
3895 }
3896
3897 /**
3898  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3899  * @pid: the pid in question.
3900  */
3901 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3902 {
3903         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3904 }
3905
3906 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3907 static void
3908 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3909 {
3910         p->policy = policy;
3911         p->rt_priority = prio;
3912         p->normal_prio = normal_prio(p);
3913         /* we are holding p->pi_lock already */
3914         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3915         if (rt_prio(p->prio))
3916                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3917         else
3918                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3919         set_load_weight(p);
3920 }
3921
3922 /*
3923  * check the target process has a UID that matches the current process's
3924  */
3925 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3926 {
3927         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3928         bool match;
3929
3930         rcu_read_lock();
3931         pcred = __task_cred(p);
3932         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
3933                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
3934                          cred->euid == pcred->uid);
3935         else
3936                 match = false;
3937         rcu_read_unlock();
3938         return match;
3939 }
3940
3941 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3942                                 const struct sched_param *param, bool user)
3943 {
3944         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3945         unsigned long flags;
3946         const struct sched_class *prev_class;
3947         struct rq *rq;
3948         int reset_on_fork;
3949
3950         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3951         BUG_ON(in_interrupt());
3952 recheck:
3953         /* double check policy once rq lock held */
3954         if (policy < 0) {
3955                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3956                 policy = oldpolicy = p->policy;
3957         } else {
3958                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3959                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3960
3961                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3962                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3963                                 policy != SCHED_IDLE)
3964                         return -EINVAL;
3965         }
3966
3967         /*
3968          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3969          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3970          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3971          */
3972         if (param->sched_priority < 0 ||
3973             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3974             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3975                 return -EINVAL;
3976         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3977                 return -EINVAL;
3978
3979         /*
3980          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3981          */
3982         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3983                 if (rt_policy(policy)) {
3984                         unsigned long rlim_rtprio =
3985                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3986
3987                         /* can't set/change the rt policy */
3988                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3989                                 return -EPERM;
3990
3991                         /* can't increase priority */
3992                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3993                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3994                                 return -EPERM;
3995                 }
3996
3997                 /*
3998                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3999                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4000                  */
4001                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
4002                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
4003                                 return -EPERM;
4004                 }
4005
4006                 /* can't change other user's priorities */
4007                 if (!check_same_owner(p))
4008                         return -EPERM;
4009
4010                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4011                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4012                         return -EPERM;
4013         }
4014
4015         if (user) {
4016                 retval = security_task_setscheduler(p);
4017                 if (retval)
4018                         return retval;
4019         }
4020
4021         /*
4022          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4023          * changing the priority of the task:
4024          *
4025          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4026          * runqueue lock must be held.
4027          */
4028         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4029
4030         /*
4031          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4032          */
4033         if (p == rq->stop) {
4034                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4035                 return -EINVAL;
4036         }
4037
4038         /*
4039          * If not changing anything there's no need to proceed further:
4040          */
4041         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
4042                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
4043
4044                 __task_rq_unlock(rq);
4045                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4046                 return 0;
4047         }
4048
4049 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4050         if (user) {
4051                 /*
4052                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4053                  * assigned.
4054                  */
4055                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4056                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4057                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4058                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4059                         return -EPERM;
4060                 }
4061         }
4062 #endif
4063
4064         /* recheck policy now with rq lock held */
4065         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4066                 policy = oldpolicy = -1;
4067                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4068                 goto recheck;
4069         }
4070         on_rq = p->on_rq;
4071         running = task_current(rq, p);
4072         if (on_rq)
4073                 deactivate_task(rq, p, 0);
4074         if (running)
4075                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4076
4077         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4078
4079         oldprio = p->prio;
4080         prev_class = p->sched_class;
4081         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4082
4083         if (running)
4084                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4085         if (on_rq)
4086                 activate_task(rq, p, 0);
4087
4088         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4089         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4090
4091         rt_mutex_adjust_pi(p);
4092
4093         return 0;
4094 }
4095
4096 /**
4097  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4098  * @p: the task in question.
4099  * @policy: new policy.
4100  * @param: structure containing the new RT priority.
4101  *
4102  * NOTE that the task may be already dead.
4103  */
4104 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4105                        const struct sched_param *param)
4106 {
4107         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4108 }
4109 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4110
4111 /**
4112  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4113  * @p: the task in question.
4114  * @policy: new policy.
4115  * @param: structure containing the new RT priority.
4116  *
4117  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4118  * current context has permission.  For example, this is needed in
4119  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4120  * but our caller might not have that capability.
4121  */
4122 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4123                                const struct sched_param *param)
4124 {
4125         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4126 }
4127
4128 static int
4129 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4130 {
4131         struct sched_param lparam;
4132         struct task_struct *p;
4133         int retval;
4134
4135         if (!param || pid < 0)
4136                 return -EINVAL;
4137         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4138                 return -EFAULT;
4139
4140         rcu_read_lock();
4141         retval = -ESRCH;
4142         p = find_process_by_pid(pid);
4143         if (p != NULL)
4144                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4145         rcu_read_unlock();
4146
4147         return retval;
4148 }
4149
4150 /**
4151  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4152  * @pid: the pid in question.
4153  * @policy: new policy.
4154  * @param: structure containing the new RT priority.
4155  */
4156 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4157                 struct sched_param __user *, param)
4158 {
4159         /* negative values for policy are not valid */
4160         if (policy < 0)
4161                 return -EINVAL;
4162
4163         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4164 }
4165
4166 /**
4167  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4168  * @pid: the pid in question.
4169  * @param: structure containing the new RT priority.
4170  */
4171 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4172 {
4173         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4174 }
4175
4176 /**
4177  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4178  * @pid: the pid in question.
4179  */
4180 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4181 {
4182         struct task_struct *p;
4183         int retval;
4184
4185         if (pid < 0)
4186                 return -EINVAL;
4187
4188         retval = -ESRCH;
4189         rcu_read_lock();
4190         p = find_process_by_pid(pid);
4191         if (p) {
4192                 retval = security_task_getscheduler(p);
4193                 if (!retval)
4194                         retval = p->policy
4195                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4196         }
4197         rcu_read_unlock();
4198         return retval;
4199 }
4200
4201 /**
4202  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4203  * @pid: the pid in question.
4204  * @param: structure containing the RT priority.
4205  */
4206 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4207 {
4208         struct sched_param lp;
4209         struct task_struct *p;
4210         int retval;
4211
4212         if (!param || pid < 0)
4213                 return -EINVAL;
4214
4215         rcu_read_lock();
4216         p = find_process_by_pid(pid);
4217         retval = -ESRCH;
4218         if (!p)
4219                 goto out_unlock;
4220
4221         retval = security_task_getscheduler(p);
4222         if (retval)
4223                 goto out_unlock;
4224
4225         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4226         rcu_read_unlock();
4227
4228         /*
4229          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4230          */
4231         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4232
4233         return retval;
4234
4235 out_unlock:
4236         rcu_read_unlock();
4237         return retval;
4238 }
4239
4240 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4241 {
4242         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4243         struct task_struct *p;
4244         int retval;
4245
4246         get_online_cpus();
4247         rcu_read_lock();
4248
4249         p = find_process_by_pid(pid);
4250         if (!p) {
4251                 rcu_read_unlock();
4252                 put_online_cpus();
4253                 return -ESRCH;
4254         }
4255
4256         /* Prevent p going away */
4257         get_task_struct(p);
4258         rcu_read_unlock();
4259
4260         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4261                 retval = -ENOMEM;
4262                 goto out_put_task;
4263         }
4264         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4265                 retval = -ENOMEM;
4266                 goto out_free_cpus_allowed;
4267         }
4268         retval = -EPERM;
4269         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
4270                 goto out_unlock;
4271
4272         retval = security_task_setscheduler(p);
4273         if (retval)
4274                 goto out_unlock;
4275
4276         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4277         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4278 again:
4279         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4280
4281         if (!retval) {
4282                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4283                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4284                         /*
4285                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4286                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4287                          * cpuset's cpus_allowed
4288                          */
4289                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4290                         goto again;
4291                 }
4292         }
4293 out_unlock:
4294         free_cpumask_var(new_mask);
4295 out_free_cpus_allowed:
4296         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4297 out_put_task:
4298         put_task_struct(p);
4299         put_online_cpus();
4300         return retval;
4301 }
4302
4303 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4304                              struct cpumask *new_mask)
4305 {
4306         if (len < cpumask_size())
4307                 cpumask_clear(new_mask);
4308         else if (len > cpumask_size())
4309                 len = cpumask_size();
4310
4311         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4312 }
4313
4314 /**
4315  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4316  * @pid: pid of the process
4317  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4318  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4319  */
4320 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4321                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4322 {
4323         cpumask_var_t new_mask;
4324         int retval;
4325
4326         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4327                 return -ENOMEM;
4328
4329         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4330         if (retval == 0)
4331                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4332         free_cpumask_var(new_mask);
4333         return retval;
4334 }
4335
4336 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4337 {
4338         struct task_struct *p;
4339         unsigned long flags;
4340         int retval;
4341
4342         get_online_cpus();
4343         rcu_read_lock();
4344
4345         retval = -ESRCH;
4346         p = find_process_by_pid(pid);
4347         if (!p)
4348                 goto out_unlock;
4349
4350         retval = security_task_getscheduler(p);
4351         if (retval)
4352                 goto out_unlock;
4353
4354         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4355         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4356         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4357
4358 out_unlock:
4359         rcu_read_unlock();
4360         put_online_cpus();
4361
4362         return retval;
4363 }
4364
4365 /**
4366  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4367  * @pid: pid of the process
4368  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4369  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4370  */
4371 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4372                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4373 {
4374         int ret;
4375         cpumask_var_t mask;
4376
4377         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4378                 return -EINVAL;
4379         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4380                 return -EINVAL;
4381
4382         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4383                 return -ENOMEM;
4384
4385         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4386         if (ret == 0) {
4387                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4388
4389                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4390                         ret = -EFAULT;
4391                 else
4392                         ret = retlen;
4393         }
4394         free_cpumask_var(mask);
4395
4396         return ret;
4397 }
4398
4399 /**
4400  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4401  *
4402  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4403  * other threads running on this CPU then this function will return.
4404  */
4405 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4406 {
4407         struct rq *rq = this_rq_lock();
4408
4409         schedstat_inc(rq, yld_count);
4410         current->sched_class->yield_task(rq);
4411
4412         /*
4413          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4414          * no need to preempt or enable interrupts:
4415          */
4416         __release(rq->lock);
4417         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4418         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4419         preempt_enable_no_resched();
4420
4421         schedule();
4422
4423         return 0;
4424 }
4425
4426 static inline int should_resched(void)
4427 {
4428         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4429 }
4430
4431 static void __cond_resched(void)
4432 {
4433         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4434         __schedule();
4435         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4436 }
4437
4438 int __sched _cond_resched(void)
4439 {
4440         if (should_resched()) {
4441                 __cond_resched();
4442                 return 1;
4443         }
4444         return 0;
4445 }
4446 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4447
4448 /*
4449  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4450  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4451  *
4452  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4453  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4454  * spin_unlock(), once by hand).
4455  */
4456 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4457 {
4458         int resched = should_resched();
4459         int ret = 0;
4460
4461         lockdep_assert_held(lock);
4462
4463         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4464                 spin_unlock(lock);
4465                 if (resched)
4466                         __cond_resched();
4467                 else
4468                         cpu_relax();
4469                 ret = 1;
4470                 spin_lock(lock);
4471         }
4472         return ret;
4473 }
4474 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4475
4476 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4477 {
4478         BUG_ON(!in_softirq());
4479
4480         if (should_resched()) {
4481                 local_bh_enable();
4482                 __cond_resched();
4483                 local_bh_disable();
4484                 return 1;
4485         }
4486         return 0;
4487 }
4488 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4489
4490 /**
4491  * yield - yield the current processor to other threads.
4492  *
4493  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
4494  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
4495  */
4496 void __sched yield(void)
4497 {
4498         set_current_state(TASK_RUNNING);
4499         sys_sched_yield();
4500 }
4501 EXPORT_SYMBOL(yield);
4502
4503 /**
4504  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4505  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4506  * processor it's on.
4507  * @p: target task
4508  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4509  *
4510  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4511  * can't go away on us before we can do any checks.
4512  *
4513  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4514  */
4515 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4516 {
4517         struct task_struct *curr = current;
4518         struct rq *rq, *p_rq;
4519         unsigned long flags;
4520         bool yielded = 0;
4521
4522         local_irq_save(flags);
4523         rq = this_rq();
4524
4525 again:
4526         p_rq = task_rq(p);
4527         double_rq_lock(rq, p_rq);
4528         while (task_rq(p) != p_rq) {
4529                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4530                 goto again;
4531         }
4532
4533         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4534                 goto out;
4535
4536         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4537                 goto out;
4538
4539         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4540                 goto out;
4541
4542         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4543         if (yielded) {
4544                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4545                 /*
4546                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4547                  * fairness.
4548                  */
4549                 if (preempt && rq != p_rq)
4550                         resched_task(p_rq->curr);
4551         } else {
4552                 /*
4553                  * We might have set it in task_yield_fair(), but are
4554                  * not going to schedule(), so don't want to skip
4555                  * the next update.
4556                  */
4557                 rq->skip_clock_update = 0;
4558         }
4559
4560 out:
4561         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4562         local_irq_restore(flags);
4563
4564         if (yielded)
4565                 schedule();
4566
4567         return yielded;
4568 }
4569 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4570
4571 /*
4572  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4573  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4574  */
4575 void __sched io_schedule(void)
4576 {
4577         struct rq *rq = raw_rq();
4578
4579         delayacct_blkio_start();
4580         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4581         blk_flush_plug(current);
4582         current->in_iowait = 1;
4583         schedule();
4584         current->in_iowait = 0;
4585         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4586         delayacct_blkio_end();
4587 }
4588 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4589
4590 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4591 {
4592         struct rq *rq = raw_rq();
4593         long ret;
4594
4595         delayacct_blkio_start();
4596         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4597         blk_flush_plug(current);
4598         current->in_iowait = 1;
4599         ret = schedule_timeout(timeout);
4600         current->in_iowait = 0;
4601         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4602         delayacct_blkio_end();
4603         return ret;
4604 }
4605
4606 /**
4607  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4608  * @policy: scheduling class.
4609  *
4610  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4611  * by a given scheduling class.
4612  */
4613 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4614 {
4615         int ret = -EINVAL;
4616
4617         switch (policy) {
4618         case SCHED_FIFO:
4619         case SCHED_RR:
4620                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4621                 break;
4622         case SCHED_NORMAL:
4623         case SCHED_BATCH:
4624         case SCHED_IDLE:
4625                 ret = 0;
4626                 break;
4627         }
4628         return ret;
4629 }
4630
4631 /**
4632  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4633  * @policy: scheduling class.
4634  *
4635  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4636  * by a given scheduling class.
4637  */
4638 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4639 {
4640         int ret = -EINVAL;
4641
4642         switch (policy) {
4643         case SCHED_FIFO:
4644         case SCHED_RR:
4645                 ret = 1;
4646                 break;
4647         case SCHED_NORMAL:
4648         case SCHED_BATCH:
4649         case SCHED_IDLE:
4650                 ret = 0;
4651         }
4652         return ret;
4653 }
4654
4655 /**
4656  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4657  * @pid: pid of the process.
4658  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4659  *
4660  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4661  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4662  */
4663 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4664                 struct timespec __user *, interval)
4665 {
4666         struct task_struct *p;
4667         unsigned int time_slice;
4668         unsigned long flags;
4669         struct rq *rq;
4670         int retval;
4671         struct timespec t;
4672
4673         if (pid < 0)
4674                 return -EINVAL;
4675
4676         retval = -ESRCH;
4677         rcu_read_lock();
4678         p = find_process_by_pid(pid);
4679         if (!p)
4680                 goto out_unlock;
4681
4682         retval = security_task_getscheduler(p);
4683         if (retval)
4684                 goto out_unlock;
4685
4686         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4687         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4688         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4689
4690         rcu_read_unlock();
4691         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4692         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4693         return retval;
4694
4695 out_unlock:
4696         rcu_read_unlock();
4697         return retval;
4698 }
4699
4700 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4701
4702 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4703 {
4704         unsigned long free = 0;
4705         unsigned state;
4706
4707         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4708         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4709                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4710 #if BITS_PER_LONG == 32
4711         if (state == TASK_RUNNING)
4712                 printk(KERN_CONT " running  ");
4713         else
4714                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4715 #else
4716         if (state == TASK_RUNNING)
4717                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4718         else
4719                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4720 #endif
4721 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4722         free = stack_not_used(p);
4723 #endif
4724         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4725                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
4726                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4727
4728         show_stack(p, NULL);
4729 }
4730
4731 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4732 {
4733         struct task_struct *g, *p;
4734
4735 #if BITS_PER_LONG == 32
4736         printk(KERN_INFO
4737                 "  task                PC stack   pid father\n");
4738 #else
4739         printk(KERN_INFO
4740                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4741 #endif
4742         rcu_read_lock();
4743         do_each_thread(g, p) {
4744                 /*
4745                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4746                  * console might take a lot of time:
4747                  */
4748                 touch_nmi_watchdog();
4749                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4750                         sched_show_task(p);
4751         } while_each_thread(g, p);
4752
4753         touch_all_softlockup_watchdogs();
4754
4755 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4756         sysrq_sched_debug_show();
4757 #endif
4758         rcu_read_unlock();
4759         /*
4760          * Only show locks if all tasks are dumped:
4761          */
4762         if (!state_filter)
4763                 debug_show_all_locks();
4764 }
4765
4766 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4767 {
4768         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4769 }
4770
4771 /**
4772  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4773  * @idle: task in question
4774  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4775  *
4776  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4777  * flag, to make booting more robust.
4778  */
4779 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4780 {
4781         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4782         unsigned long flags;
4783
4784         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4785
4786         __sched_fork(idle);
4787         idle->state = TASK_RUNNING;
4788         idle->se.exec_start = sched_clock();
4789
4790         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4791         /*
4792          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4793          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4794          * lockdep check in task_group() will fail.
4795          *
4796          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4797          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4798          *
4799          * Silence PROVE_RCU
4800          */
4801         rcu_read_lock();
4802         __set_task_cpu(idle, cpu);
4803         rcu_read_unlock();
4804
4805         rq->curr = rq->idle = idle;
4806 #if defined(CONFIG_SMP)
4807         idle->on_cpu = 1;
4808 #endif
4809         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4810
4811         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4812         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4813
4814         /*
4815          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4816          */
4817         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4818         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4819 #if defined(CONFIG_SMP)
4820         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4821 #endif
4822 }
4823
4824 #ifdef CONFIG_SMP
4825 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4826 {
4827         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4828                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4829
4830         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4831         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4832 }
4833
4834 /*
4835  * This is how migration works:
4836  *
4837  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4838  *    stop_one_cpu().
4839  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4840  *    off the CPU)
4841  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4842  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4843  *    it and puts it into the right queue.
4844  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4845  *    is done.
4846  */
4847
4848 /*
4849  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4850  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4851  * is removed from the allowed bitmask.
4852  *
4853  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4854  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4855  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4856  */
4857 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4858 {
4859         unsigned long flags;
4860         struct rq *rq;
4861         unsigned int dest_cpu;
4862         int ret = 0;
4863
4864         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4865
4866         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4867                 goto out;
4868
4869         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4870                 ret = -EINVAL;
4871                 goto out;
4872         }
4873
4874         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4875                 ret = -EINVAL;
4876                 goto out;
4877         }
4878
4879         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4880
4881         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4882         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4883                 goto out;
4884
4885         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4886         if (p->on_rq) {
4887                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4888                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4889                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4890                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4891                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4892                 return 0;
4893         }
4894 out:
4895         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4896
4897         return ret;
4898 }
4899 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4900
4901 /*
4902  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4903  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4904  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4905  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4906  *
4907  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4908  * as the task is no longer on this CPU.
4909  *
4910  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4911  */
4912 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4913 {
4914         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4915         int ret = 0;
4916
4917         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4918                 return ret;
4919
4920         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4921         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4922
4923         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4924         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4925         /* Already moved. */
4926         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4927                 goto done;
4928         /* Affinity changed (again). */
4929         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4930                 goto fail;
4931
4932         /*
4933          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4934          * placed properly.
4935          */
4936         if (p->on_rq) {
4937                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
4938                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4939                 activate_task(rq_dest, p, 0);
4940                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4941         }
4942 done:
4943         ret = 1;
4944 fail:
4945         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4946         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4947         return ret;
4948 }
4949
4950 /*
4951  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4952  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4953  * 'pushing' onto another runqueue.
4954  */
4955 static int migration_cpu_stop(void *data)
4956 {
4957         struct migration_arg *arg = data;
4958
4959         /*
4960          * The original target cpu might have gone down and we might
4961          * be on another cpu but it doesn't matter.
4962          */
4963         local_irq_disable();
4964         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4965         local_irq_enable();
4966         return 0;
4967 }
4968
4969 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4970
4971 /*
4972  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4973  * offline.
4974  */
4975 void idle_task_exit(void)
4976 {
4977         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4978
4979         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4980
4981         if (mm != &init_mm)
4982                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4983         mmdrop(mm);
4984 }
4985
4986 /*
4987  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
4988  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
4989  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
4990  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
4991  * to keep the global sum constant after CPU-down:
4992  */
4993 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
4994 {
4995         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
4996
4997         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
4998         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
4999 }
5000
5001 /*
5002  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
5003  */
5004 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
5005 {
5006         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
5007         rq->calc_load_active = 0;
5008 }
5009
5010 /*
5011  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5012  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5013  *
5014  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5015  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5016  * because of lock validation efforts.
5017  */
5018 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
5019 {
5020         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5021         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5022         int dest_cpu;
5023
5024         /*
5025          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5026          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5027          *
5028          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5029          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5030          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5031          * done here.
5032          */
5033         rq->stop = NULL;
5034
5035         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5036         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5037
5038         for ( ; ; ) {
5039                 /*
5040                  * There's this thread running, bail when that's the only
5041                  * remaining thread.
5042                  */
5043                 if (rq->nr_running == 1)
5044                         break;
5045
5046                 next = pick_next_task(rq);
5047                 BUG_ON(!next);
5048                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5049
5050                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5051                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5052                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5053
5054                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5055
5056                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5057         }
5058
5059         rq->stop = stop;
5060 }
5061
5062 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5063
5064 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5065
5066 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5067         {
5068                 .procname       = "sched_domain",
5069                 .mode           = 0555,
5070         },
5071         {}
5072 };
5073
5074 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5075         {
5076                 .procname       = "kernel",
5077                 .mode           = 0555,
5078                 .child          = sd_ctl_dir,
5079         },
5080         {}
5081 };
5082
5083 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5084 {
5085         struct ctl_table *entry =
5086                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5087
5088         return entry;
5089 }
5090
5091 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5092 {
5093         struct ctl_table *entry;
5094
5095         /*
5096          * In the intermediate directories, both the child directory and
5097          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5098          * will always be set. In the lowest directory the names are
5099          * static strings and all have proc handlers.
5100          */
5101         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5102                 if (entry->child)
5103                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5104                 if (entry->proc_handler == NULL)
5105                         kfree(entry->procname);
5106         }
5107
5108         kfree(*tablep);
5109         *tablep = NULL;
5110 }
5111
5112 static void
5113 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5114                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5115                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5116 {
5117         entry->procname = procname;
5118         entry->data = data;
5119         entry->maxlen = maxlen;
5120         entry->mode = mode;
5121         entry->proc_handler = proc_handler;
5122 }
5123
5124 static struct ctl_table *
5125 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5126 {
5127         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5128
5129         if (table == NULL)
5130                 return NULL;
5131
5132         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5133                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5134         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5135                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5136         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5137                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5138         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5139                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5140         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5141                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5142         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5143                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5144         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5145                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5146         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5147                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5148         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5149                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5150         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5151                 &sd->cache_nice_tries,
5152                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5153         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5154                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5155         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5156                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
5157         /* &table[12] is terminator */
5158
5159         return table;
5160 }
5161
5162 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5163 {
5164         struct ctl_table *entry, *table;
5165         struct sched_domain *sd;
5166         int domain_num = 0, i;
5167         char buf[32];
5168
5169         for_each_domain(cpu, sd)
5170                 domain_num++;
5171         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5172         if (table == NULL)
5173                 return NULL;
5174
5175         i = 0;
5176         for_each_domain(cpu, sd) {
5177                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5178                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5179                 entry->mode = 0555;
5180                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5181                 entry++;
5182                 i++;
5183         }
5184         return table;
5185 }
5186
5187 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5188 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5189 {
5190         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5191         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5192         char buf[32];
5193
5194         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5195         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5196
5197         if (entry == NULL)
5198                 return;
5199
5200         for_each_possible_cpu(i) {
5201                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5202                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5203                 entry->mode = 0555;
5204                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5205                 entry++;
5206         }
5207
5208         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5209         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5210 }
5211
5212 /* may be called multiple times per register */
5213 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5214 {
5215         if (sd_sysctl_header)
5216                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5217         sd_sysctl_header = NULL;
5218         if (sd_ctl_dir[0].child)
5219                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5220 }
5221 #else
5222 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5223 {
5224 }
5225 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5226 {
5227 }
5228 #endif
5229
5230 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5231 {
5232         if (!rq->online) {
5233                 const struct sched_class *class;
5234
5235                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5236                 rq->online = 1;
5237
5238                 for_each_class(class) {
5239                         if (class->rq_online)
5240                                 class->rq_online(rq);
5241                 }
5242         }
5243 }
5244
5245 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5246 {
5247         if (rq->online) {
5248                 const struct sched_class *class;
5249
5250                 for_each_class(class) {
5251                         if (class->rq_offline)
5252                                 class->rq_offline(rq);
5253                 }
5254
5255                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5256                 rq->online = 0;
5257         }
5258 }
5259
5260 /*
5261  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5262  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5263  */
5264 static int __cpuinit
5265 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5266 {
5267         int cpu = (long)hcpu;
5268         unsigned long flags;
5269         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5270
5271         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5272
5273         case CPU_UP_PREPARE:
5274                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5275                 break;
5276
5277         case CPU_ONLINE:
5278                 /* Update our root-domain */
5279                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5280                 if (rq->rd) {
5281                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5282
5283                         set_rq_online(rq);
5284                 }
5285                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5286                 break;
5287
5288 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5289         case CPU_DYING:
5290                 sched_ttwu_pending();
5291                 /* Update our root-domain */
5292                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5293                 if (rq->rd) {
5294                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5295                         set_rq_offline(rq);
5296                 }
5297                 migrate_tasks(cpu);
5298                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5299                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5300
5301                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
5302                 calc_global_load_remove(rq);
5303                 break;
5304 #endif
5305         }
5306
5307         update_max_interval();
5308
5309         return NOTIFY_OK;
5310 }
5311
5312 /*
5313  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5314  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5315  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5316  */
5317 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5318         .notifier_call = migration_call,
5319         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5320 };
5321
5322 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5323                                       unsigned long action, void *hcpu)
5324 {
5325         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5326         case CPU_ONLINE:
5327         case CPU_DOWN_FAILED:
5328                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5329                 return NOTIFY_OK;
5330         default:
5331                 return NOTIFY_DONE;
5332         }
5333 }
5334
5335 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5336                                         unsigned long action, void *hcpu)
5337 {
5338         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5339         case CPU_DOWN_PREPARE:
5340                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5341                 return NOTIFY_OK;
5342         default:
5343                 return NOTIFY_DONE;
5344         }
5345 }
5346
5347 static int __init migration_init(void)
5348 {
5349         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5350         int err;
5351
5352         /* Initialize migration for the boot CPU */
5353         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5354         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5355         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5356         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5357
5358         /* Register cpu active notifiers */
5359         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5360         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5361
5362         return 0;
5363 }
5364 early_initcall(migration_init);
5365 #endif
5366
5367 #ifdef CONFIG_SMP
5368
5369 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5370
5371 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5372
5373 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
5374
5375 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
5376 {
5377         sched_domain_debug_enabled = 1;
5378
5379         return 0;
5380 }
5381 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
5382
5383 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5384                                   struct cpumask *groupmask)
5385 {
5386         struct sched_group *group = sd->groups;
5387         char str[256];
5388
5389         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5390         cpumask_clear(groupmask);
5391
5392         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5393
5394         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5395                 printk("does not load-balance\n");
5396                 if (sd->parent)
5397                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5398                                         " has parent");
5399                 return -1;
5400         }
5401
5402         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5403
5404         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5405                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5406                                 "CPU%d\n", cpu);
5407         }
5408         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5409                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5410                                 " CPU%d\n", cpu);
5411         }
5412
5413         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5414         do {
5415                 if (!group) {
5416                         printk("\n");
5417                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5418                         break;
5419                 }
5420
5421                 if (!group->sgp->power) {
5422                         printk(KERN_CONT "\n");
5423                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5424                                         "set\n");
5425                         break;
5426                 }
5427
5428                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5429                         printk(KERN_CONT "\n");
5430                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5431                         break;
5432                 }
5433
5434                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5435                         printk(KERN_CONT "\n");
5436                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5437                         break;
5438                 }
5439
5440                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5441
5442                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5443
5444                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5445                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5446                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5447                                 group->sgp->power);
5448                 }
5449
5450                 group = group->next;
5451         } while (group != sd->groups);
5452         printk(KERN_CONT "\n");
5453
5454         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5455                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5456
5457         if (sd->parent &&
5458             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5459                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5460                         "of domain->span\n");
5461         return 0;
5462 }
5463
5464 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5465 {
5466         int level = 0;
5467
5468         if (!sched_domain_debug_enabled)
5469                 return;
5470
5471         if (!sd) {
5472                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5473                 return;
5474         }
5475
5476         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5477
5478         for (;;) {
5479                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5480                         break;
5481                 level++;
5482                 sd = sd->parent;
5483                 if (!sd)
5484                         break;
5485         }
5486 }
5487 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5488 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5489 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5490
5491 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5492 {
5493         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5494                 return 1;
5495
5496         /* Following flags need at least 2 groups */
5497         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5498                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5499                          SD_BALANCE_FORK |
5500                          SD_BALANCE_EXEC |
5501                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5502                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5503                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5504                         return 0;
5505         }
5506
5507         /* Following flags don't use groups */
5508         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5509                 return 0;
5510
5511         return 1;
5512 }
5513
5514 static int
5515 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5516 {
5517         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5518
5519         if (sd_degenerate(parent))
5520                 return 1;
5521
5522         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5523                 return 0;
5524
5525         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5526         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5527                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5528                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5529                                 SD_BALANCE_FORK |
5530                                 SD_BALANCE_EXEC |
5531                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5532                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5533                 if (nr_node_ids == 1)
5534                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5535         }
5536         if (~cflags & pflags)
5537                 return 0;
5538
5539         return 1;
5540 }
5541
5542 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5543 {
5544         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5545
5546         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5547         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5548         free_cpumask_var(rd->online);
5549         free_cpumask_var(rd->span);
5550         kfree(rd);
5551 }
5552
5553 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5554 {
5555         struct root_domain *old_rd = NULL;
5556         unsigned long flags;
5557
5558         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5559
5560         if (rq->rd) {
5561                 old_rd = rq->rd;
5562
5563                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5564                         set_rq_offline(rq);
5565
5566                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5567
5568                 /*
5569                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5570                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5571                  * in this function:
5572                  */
5573                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5574                         old_rd = NULL;
5575         }
5576
5577         atomic_inc(&rd->refcount);
5578         rq->rd = rd;
5579
5580         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5581         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5582                 set_rq_online(rq);
5583
5584         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5585
5586         if (old_rd)
5587                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5588 }
5589
5590 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5591 {
5592         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5593
5594         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5595                 goto out;
5596         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5597                 goto free_span;
5598         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5599                 goto free_online;
5600
5601         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5602                 goto free_rto_mask;
5603         return 0;
5604
5605 free_rto_mask:
5606         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5607 free_online:
5608         free_cpumask_var(rd->online);
5609 free_span:
5610         free_cpumask_var(rd->span);
5611 out:
5612         return -ENOMEM;
5613 }
5614
5615 /*
5616  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5617  * members (mimicking the global state we have today).
5618  */
5619 struct root_domain def_root_domain;
5620
5621 static void init_defrootdomain(void)
5622 {
5623         init_rootdomain(&def_root_domain);
5624
5625         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5626 }
5627
5628 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5629 {
5630         struct root_domain *rd;
5631
5632         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5633         if (!rd)
5634                 return NULL;
5635
5636         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5637                 kfree(rd);
5638                 return NULL;
5639         }
5640
5641         return rd;
5642 }
5643
5644 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5645 {
5646         struct sched_group *tmp, *first;
5647
5648         if (!sg)
5649                 return;
5650
5651         first = sg;
5652         do {
5653                 tmp = sg->next;
5654
5655                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5656                         kfree(sg->sgp);
5657
5658                 kfree(sg);
5659                 sg = tmp;
5660         } while (sg != first);
5661 }
5662
5663 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5664 {
5665         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5666
5667         /*
5668          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5669          * nuke them all.
5670          */
5671         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5672                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5673         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5674                 kfree(sd->groups->sgp);
5675                 kfree(sd->groups);
5676         }
5677         kfree(sd);
5678 }
5679
5680 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5681 {
5682         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5683 }
5684
5685 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5686 {
5687         for (; sd; sd = sd->parent)
5688                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5689 }
5690
5691 /*
5692  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5693  * hold the hotplug lock.
5694  */
5695 static void
5696 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5697 {
5698         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5699         struct sched_domain *tmp;
5700
5701         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5702         for (tmp = sd; tmp; ) {
5703                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5704                 if (!parent)
5705                         break;
5706
5707                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5708                         tmp->parent = parent->parent;
5709                         if (parent->parent)
5710                                 parent->parent->child = tmp;
5711                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5712                 } else
5713                         tmp = tmp->parent;
5714         }
5715
5716         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5717                 tmp = sd;
5718                 sd = sd->parent;
5719                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5720                 if (sd)
5721                         sd->child = NULL;
5722         }
5723
5724         sched_domain_debug(sd, cpu);
5725
5726         rq_attach_root(rq, rd);
5727         tmp = rq->sd;
5728         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5729         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5730 }
5731
5732 /* cpus with isolated domains */
5733 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5734
5735 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5736 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5737 {
5738         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5739         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5740         return 1;
5741 }
5742
5743 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5744
5745 #ifdef CONFIG_NUMA
5746
5747 /**
5748  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
5749  * @node: node whose sched_domain we're building
5750  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
5751  *
5752  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
5753  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
5754  *
5755  * Should use nodemask_t.
5756  */
5757 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
5758 {
5759         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
5760
5761         min_val = INT_MAX;
5762
5763         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
5764                 /* Start at @node */
5765                 n = (node + i) % nr_node_ids;
5766
5767                 if (!nr_cpus_node(n))
5768                         continue;
5769
5770                 /* Skip already used nodes */
5771                 if (node_isset(n, *used_nodes))
5772                         continue;
5773
5774                 /* Simple min distance search */
5775                 val = node_distance(node, n);
5776
5777                 if (val < min_val) {
5778                         min_val = val;
5779                         best_node = n;
5780                 }
5781         }
5782
5783         if (best_node != -1)
5784                 node_set(best_node, *used_nodes);
5785         return best_node;
5786 }
5787
5788 /**
5789  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
5790  * @node: node whose cpumask we're constructing
5791  * @span: resulting cpumask
5792  *
5793  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
5794  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
5795  * out optimally.
5796  */
5797 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
5798 {
5799         nodemask_t used_nodes;
5800         int i;
5801
5802         cpumask_clear(span);
5803         nodes_clear(used_nodes);
5804
5805         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
5806         node_set(node, used_nodes);
5807
5808         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
5809                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
5810                 if (next_node < 0)
5811                         break;
5812                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
5813         }
5814 }
5815
5816 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
5817 {
5818         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5819
5820         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
5821
5822         return sched_domains_tmpmask;
5823 }
5824
5825 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
5826 {
5827         return cpu_possible_mask;
5828 }
5829 #endif /* CONFIG_NUMA */
5830
5831 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5832 {
5833         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5834 }
5835
5836 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
5837
5838 struct sd_data {
5839         struct sched_domain **__percpu sd;
5840         struct sched_group **__percpu sg;
5841         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5842 };
5843
5844 struct s_data {
5845         struct sched_domain ** __percpu sd;
5846         struct root_domain      *rd;
5847 };
5848
5849 enum s_alloc {
5850         sa_rootdomain,
5851         sa_sd,
5852         sa_sd_storage,
5853         sa_none,
5854 };
5855
5856 struct sched_domain_topology_level;
5857
5858 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5859 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5860
5861 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5862
5863 struct sched_domain_topology_level {
5864         sched_domain_init_f init;
5865         sched_domain_mask_f mask;
5866         int                 flags;
5867         struct sd_data      data;
5868 };
5869
5870 static int
5871 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5872 {
5873         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5874         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5875         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5876         struct sd_data *sdd = sd->private;
5877         struct sched_domain *child;
5878         int i;
5879
5880         cpumask_clear(covered);
5881
5882         for_each_cpu(i, span) {
5883                 struct cpumask *sg_span;
5884
5885                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5886                         continue;
5887
5888                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5889                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5890
5891                 if (!sg)
5892                         goto fail;
5893
5894                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5895
5896                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5897                 if (child->child) {
5898                         child = child->child;
5899                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5900                 } else
5901                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5902
5903                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5904
5905                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
5906                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
5907
5908                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
5909                         groups = sg;
5910
5911                 if (!first)
5912                         first = sg;
5913                 if (last)
5914                         last->next = sg;
5915                 last = sg;
5916                 last->next = first;
5917         }
5918         sd->groups = groups;
5919
5920         return 0;
5921
5922 fail:
5923         free_sched_groups(first, 0);
5924
5925         return -ENOMEM;
5926 }
5927
5928 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5929 {
5930         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5931         struct sched_domain *child = sd->child;
5932
5933         if (child)
5934                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5935
5936         if (sg) {
5937                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5938                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5939                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5940         }
5941
5942         return cpu;
5943 }
5944
5945 /*
5946  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5947  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5948  * and ->cpu_power to 0.
5949  *
5950  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5951  */
5952 static int
5953 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5954 {
5955         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5956         struct sd_data *sdd = sd->private;
5957         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5958         struct cpumask *covered;
5959         int i;
5960
5961         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5962         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5963
5964         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5965                 return 0;
5966
5967         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5968         covered = sched_domains_tmpmask;
5969
5970         cpumask_clear(covered);
5971
5972         for_each_cpu(i, span) {
5973                 struct sched_group *sg;
5974                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5975                 int j;
5976
5977                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5978                         continue;
5979
5980                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5981                 sg->sgp->power = 0;
5982
5983                 for_each_cpu(j, span) {
5984                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5985                                 continue;
5986
5987                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5988                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5989                 }
5990
5991                 if (!first)
5992                         first = sg;
5993                 if (last)
5994                         last->next = sg;
5995                 last = sg;
5996         }
5997         last->next = first;
5998
5999         return 0;
6000 }
6001
6002 /*
6003  * Initialize sched groups cpu_power.
6004  *
6005  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
6006  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6007  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6008  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6009  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6010  * less cpu_power.
6011  */
6012 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6013 {
6014         struct sched_group *sg = sd->groups;
6015
6016         WARN_ON(!sd || !sg);
6017
6018         do {
6019                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6020                 sg = sg->next;
6021         } while (sg != sd->groups);
6022
6023         if (cpu != group_first_cpu(sg))
6024                 return;
6025
6026         update_group_power(sd, cpu);
6027         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6028 }
6029
6030 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6031 {
6032        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6033 }
6034
6035 /*
6036  * Initializers for schedule domains
6037  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6038  */
6039
6040 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6041 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6042 #else
6043 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6044 #endif
6045
6046 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6047 static noinline struct sched_domain *                                   \
6048 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6049 {                                                                       \
6050         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6051         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6052         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6053         sd->private = &tl->data;                                        \
6054         return sd;                                                      \
6055 }
6056
6057 SD_INIT_FUNC(CPU)
6058 #ifdef CONFIG_NUMA
6059  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
6060  SD_INIT_FUNC(NODE)
6061 #endif
6062 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6063  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6064 #endif
6065 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6066  SD_INIT_FUNC(MC)
6067 #endif
6068 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6069  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6070 #endif
6071
6072 static int default_relax_domain_level = -1;
6073 int sched_domain_level_max;
6074
6075 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6076 {
6077         unsigned long val;
6078
6079         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
6080         if (val < sched_domain_level_max)
6081                 default_relax_domain_level = val;
6082
6083         return 1;
6084 }
6085 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6086
6087 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6088                                  struct sched_domain_attr *attr)
6089 {
6090         int request;
6091
6092         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6093                 if (default_relax_domain_level < 0)
6094                         return;
6095                 else
6096                         request = default_relax_domain_level;
6097         } else
6098                 request = attr->relax_domain_level;
6099         if (request < sd->level) {
6100                 /* turn off idle balance on this domain */
6101                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6102         } else {
6103                 /* turn on idle balance on this domain */
6104                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6105         }
6106 }
6107
6108 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6109 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6110
6111 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6112                                  const struct cpumask *cpu_map)
6113 {
6114         switch (what) {
6115         case sa_rootdomain:
6116                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6117                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6118         case sa_sd:
6119                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6120         case sa_sd_storage:
6121                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6122         case sa_none:
6123                 break;
6124         }
6125 }
6126
6127 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6128                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6129 {
6130         memset(d, 0, sizeof(*d));
6131
6132         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6133                 return sa_sd_storage;
6134         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6135         if (!d->sd)
6136                 return sa_sd_storage;
6137         d->rd = alloc_rootdomain();
6138         if (!d->rd)
6139                 return sa_sd;
6140         return sa_rootdomain;
6141 }
6142
6143 /*
6144  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6145  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6146  * will not free the data we're using.
6147  */
6148 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6149 {
6150         struct sd_data *sdd = sd->private;
6151
6152         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6153         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6154
6155         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6156                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6157
6158         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6159                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6160 }
6161
6162 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6163 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6164 {
6165         return topology_thread_cpumask(cpu);
6166 }
6167 #endif
6168
6169 /*
6170  * Topology list, bottom-up.
6171  */
6172 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6173 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6174         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6175 #endif
6176 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6177         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6178 #endif
6179 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6180         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6181 #endif
6182         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6183 #ifdef CONFIG_NUMA
6184         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
6185         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
6186 #endif
6187         { NULL, },
6188 };
6189
6190 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6191
6192 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6193 {
6194         struct sched_domain_topology_level *tl;
6195         int j;
6196
6197         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6198                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6199
6200                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6201                 if (!sdd->sd)
6202                         return -ENOMEM;
6203
6204                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6205                 if (!sdd->sg)
6206                         return -ENOMEM;
6207
6208                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6209                 if (!sdd->sgp)
6210                         return -ENOMEM;
6211
6212                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6213                         struct sched_domain *sd;
6214                         struct sched_group *sg;
6215                         struct sched_group_power *sgp;
6216
6217                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6218                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6219                         if (!sd)
6220                                 return -ENOMEM;
6221
6222                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6223
6224                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6225                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6226                         if (!sg)
6227                                 return -ENOMEM;
6228
6229                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6230
6231                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
6232                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6233                         if (!sgp)
6234                                 return -ENOMEM;
6235
6236                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6237                 }
6238         }
6239
6240         return 0;
6241 }
6242
6243 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6244 {
6245         struct sched_domain_topology_level *tl;
6246         int j;
6247
6248         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6249                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6250
6251                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6252                         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6253                         if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6254                                 free_sched_groups(sd->groups, 0);
6255                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6256                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6257                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6258                 }
6259                 free_percpu(sdd->sd);
6260                 free_percpu(sdd->sg);
6261                 free_percpu(sdd->sgp);
6262         }
6263 }
6264
6265 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6266                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6267                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6268                 int cpu)
6269 {
6270         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6271         if (!sd)
6272                 return child;
6273
6274         set_domain_attribute(sd, attr);
6275         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6276         if (child) {
6277                 sd->level = child->level + 1;
6278                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6279                 child->parent = sd;
6280         }
6281         sd->child = child;
6282
6283         return sd;
6284 }
6285
6286 /*
6287  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6288  * to the individual cpus
6289  */
6290 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6291                                struct sched_domain_attr *attr)
6292 {
6293         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6294         struct sched_domain *sd;
6295         struct s_data d;
6296         int i, ret = -ENOMEM;
6297
6298         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6299         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6300                 goto error;
6301
6302         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6303         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6304                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6305
6306                 sd = NULL;
6307                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6308                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6309                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6310                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6311                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6312                                 break;
6313                 }
6314
6315                 while (sd->child)
6316                         sd = sd->child;
6317
6318                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6319         }
6320
6321         /* Build the groups for the domains */
6322         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6323                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6324                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6325                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6326                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6327                                         goto error;
6328                         } else {
6329                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6330                                         goto error;
6331                         }
6332                 }
6333         }
6334
6335         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6336         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6337                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6338                         continue;
6339
6340                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6341                         claim_allocations(i, sd);
6342                         init_sched_groups_power(i, sd);
6343                 }
6344         }
6345
6346         /* Attach the domains */
6347         rcu_read_lock();
6348         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6349                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6350                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6351         }
6352         rcu_read_unlock();
6353
6354         ret = 0;
6355 error:
6356         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6357         return ret;
6358 }
6359
6360 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6361 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6362 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6363                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6364
6365 /*
6366  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6367  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6368  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6369  */
6370 static cpumask_var_t fallback_doms;
6371
6372 /*
6373  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6374  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6375  * or 0 if it stayed the same.
6376  */
6377 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6378 {
6379         return 0;
6380 }
6381
6382 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6383 {
6384         int i;
6385         cpumask_var_t *doms;
6386
6387         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6388         if (!doms)
6389                 return NULL;
6390         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6391                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6392                         free_sched_domains(doms, i);
6393                         return NULL;
6394                 }
6395         }
6396         return doms;
6397 }
6398
6399 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6400 {
6401         unsigned int i;
6402         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6403                 free_cpumask_var(doms[i]);
6404         kfree(doms);
6405 }
6406
6407 /*
6408  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6409  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6410  * exclude other special cases in the future.
6411  */
6412 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6413 {
6414         int err;
6415
6416         arch_update_cpu_topology();
6417         ndoms_cur = 1;
6418         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6419         if (!doms_cur)
6420                 doms_cur = &fallback_doms;
6421         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6422         dattr_cur = NULL;
6423         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6424         register_sched_domain_sysctl();
6425
6426         return err;
6427 }
6428
6429 /*
6430  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6431  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6432  */
6433 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6434 {
6435         int i;
6436
6437         rcu_read_lock();
6438         for_each_cpu(i, cpu_map)
6439                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6440         rcu_read_unlock();
6441 }
6442
6443 /* handle null as "default" */
6444 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6445                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6446 {
6447         struct sched_domain_attr tmp;
6448
6449         /* fast path */
6450         if (!new && !cur)
6451                 return 1;
6452
6453         tmp = SD_ATTR_INIT;
6454         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6455                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6456                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6457 }
6458
6459 /*
6460  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6461  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6462  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6463  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6464  *
6465  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6466  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6467  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6468  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6469  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6470  * it as it is.
6471  *
6472  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6473  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6474  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6475  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6476  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6477  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6478  *
6479  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6480  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6481  * and it will not create the default domain.
6482  *
6483  * Call with hotplug lock held
6484  */
6485 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6486                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6487 {
6488         int i, j, n;
6489         int new_topology;
6490
6491         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6492
6493         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6494         unregister_sched_domain_sysctl();
6495
6496         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6497         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6498
6499         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6500
6501         /* Destroy deleted domains */
6502         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6503                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6504                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6505                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6506                                 goto match1;
6507                 }
6508                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6509                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6510 match1:
6511                 ;
6512         }
6513
6514         if (doms_new == NULL) {
6515                 ndoms_cur = 0;
6516                 doms_new = &fallback_doms;
6517                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6518                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6519         }
6520
6521         /* Build new domains */
6522         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6523                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6524                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6525                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6526                                 goto match2;
6527                 }
6528                 /* no match - add a new doms_new */
6529                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6530 match2:
6531                 ;
6532         }
6533
6534         /* Remember the new sched domains */
6535         if (doms_cur != &fallback_doms)
6536                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6537         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6538         doms_cur = doms_new;
6539         dattr_cur = dattr_new;
6540         ndoms_cur = ndoms_new;
6541
6542         register_sched_domain_sysctl();
6543
6544         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6545 }
6546
6547 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6548 static void reinit_sched_domains(void)
6549 {
6550         get_online_cpus();
6551
6552         /* Destroy domains first to force the rebuild */
6553         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
6554
6555         rebuild_sched_domains();
6556         put_online_cpus();
6557 }
6558
6559 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
6560 {
6561         unsigned int level = 0;
6562
6563         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
6564                 return -EINVAL;
6565
6566         /*
6567          * level is always be positive so don't check for
6568          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
6569          * What happens on 0 or 1 byte write,
6570          * need to check for count as well?
6571          */
6572
6573         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
6574                 return -EINVAL;
6575
6576         if (smt)
6577                 sched_smt_power_savings = level;
6578         else
6579                 sched_mc_power_savings = level;
6580
6581         reinit_sched_domains();
6582
6583         return count;
6584 }
6585
6586 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6587 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
6588                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
6589                                            char *page)
6590 {
6591         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
6592 }
6593 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
6594                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6595                                             const char *buf, size_t count)
6596 {
6597         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
6598 }
6599 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
6600                          sched_mc_power_savings_show,
6601                          sched_mc_power_savings_store);
6602 #endif
6603
6604 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6605 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
6606                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
6607                                             char *page)
6608 {
6609         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
6610 }
6611 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
6612                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
6613                                              const char *buf, size_t count)
6614 {
6615         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
6616 }
6617 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
6618                    sched_smt_power_savings_show,
6619                    sched_smt_power_savings_store);
6620 #endif
6621
6622 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
6623 {
6624         int err = 0;
6625
6626 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6627         if (smt_capable())
6628                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6629                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
6630 #endif
6631 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6632         if (!err && mc_capable())
6633                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
6634                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
6635 #endif
6636         return err;
6637 }
6638 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
6639
6640 /*
6641  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6642  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6643  * around partition_sched_domains().
6644  */
6645 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6646                              void *hcpu)
6647 {
6648         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6649         case CPU_ONLINE:
6650         case CPU_DOWN_FAILED:
6651                 cpuset_update_active_cpus();
6652                 return NOTIFY_OK;
6653         default:
6654                 return NOTIFY_DONE;
6655         }
6656 }
6657
6658 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6659                                void *hcpu)
6660 {
6661         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6662         case CPU_DOWN_PREPARE:
6663                 cpuset_update_active_cpus();
6664                 return NOTIFY_OK;
6665         default:
6666                 return NOTIFY_DONE;
6667         }
6668 }
6669
6670 void __init sched_init_smp(void)
6671 {
6672         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6673
6674         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6675         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6676
6677         get_online_cpus();
6678         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6679         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6680         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6681         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6682                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6683         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6684         put_online_cpus();
6685
6686         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6687         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6688
6689         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6690         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6691
6692         init_hrtick();
6693
6694         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6695         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6696                 BUG();
6697         sched_init_granularity();
6698         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6699
6700         init_sched_rt_class();
6701 }
6702 #else
6703 void __init sched_init_smp(void)
6704 {
6705         sched_init_granularity();
6706 }
6707 #endif /* CONFIG_SMP */
6708
6709 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6710
6711 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6712 {
6713         return in_lock_functions(addr) ||
6714                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6715                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6716 }
6717
6718 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6719 struct task_group root_task_group;
6720 #endif
6721
6722 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6723
6724 void __init sched_init(void)
6725 {
6726         int i, j;
6727         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6728
6729 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6730         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6731 #endif
6732 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6733         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6734 #endif
6735 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6736         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6737 #endif
6738         if (alloc_size) {
6739                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6740
6741 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6742                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6743                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6744
6745                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6746                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6747
6748 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6749 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6750                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6751                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6752
6753                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6754                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6755
6756 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6757 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6758                 for_each_possible_cpu(i) {
6759                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6760                         ptr += cpumask_size();
6761                 }
6762 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6763         }
6764
6765 #ifdef CONFIG_SMP
6766         init_defrootdomain();
6767 #endif
6768
6769         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6770                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6771
6772 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6773         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6774                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6775 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6776
6777 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6778         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6779         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6780         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6781         autogroup_init(&init_task);
6782 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6783
6784         for_each_possible_cpu(i) {
6785                 struct rq *rq;
6786
6787                 rq = cpu_rq(i);
6788                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6789                 rq->nr_running = 0;
6790                 rq->calc_load_active = 0;
6791                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6792                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6793                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6794 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6795                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6796                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6797                 /*
6798                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6799                  *
6800                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6801                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6802                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6803                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6804                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6805                  * (se->load.weight).
6806                  *
6807                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6808                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6809                  * then A0's share of the cpu resource is:
6810                  *
6811                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6812                  *
6813                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6814                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6815                  */
6816                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6817                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6818 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6819
6820                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6821 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6822                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6823                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6824 #endif
6825
6826                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6827                         rq->cpu_load[j] = 0;
6828
6829                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6830
6831 #ifdef CONFIG_SMP
6832                 rq->sd = NULL;
6833                 rq->rd = NULL;
6834                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6835                 rq->post_schedule = 0;
6836                 rq->active_balance = 0;
6837                 rq->next_balance = jiffies;
6838                 rq->push_cpu = 0;
6839                 rq->cpu = i;
6840                 rq->online = 0;
6841                 rq->idle_stamp = 0;
6842                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6843                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6844 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6845                 rq->nohz_flags = 0;
6846 #endif
6847 #endif
6848                 init_rq_hrtick(rq);
6849                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6850         }
6851
6852         set_load_weight(&init_task);
6853
6854 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6855         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6856 #endif
6857
6858 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6859         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6860 #endif
6861
6862         /*
6863          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6864          */
6865         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6866         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6867
6868         /*
6869          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6870          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6871          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6872          * when this runqueue becomes "idle".
6873          */
6874         init_idle(current, smp_processor_id());
6875
6876         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6877
6878         /*
6879          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6880          */
6881         current->sched_class = &fair_sched_class;
6882
6883 #ifdef CONFIG_SMP
6884         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6885         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6886         if (cpu_isolated_map == NULL)
6887                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6888 #endif
6889         init_sched_fair_class();
6890
6891         scheduler_running = 1;
6892 }
6893
6894 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6895 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6896 {
6897         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
6898
6899         return (nested == preempt_offset);
6900 }
6901
6902 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6903 {
6904         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
6905
6906         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
6907         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
6908             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6909                 return;
6910         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6911                 return;
6912         prev_jiffy = jiffies;
6913
6914         printk(KERN_ERR
6915                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6916                         file, line);
6917         printk(KERN_ERR
6918                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6919                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6920                         current->pid, current->comm);
6921
6922         debug_show_held_locks(current);
6923         if (irqs_disabled())
6924                 print_irqtrace_events(current);
6925         dump_stack();
6926 }
6927 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6928 #endif
6929
6930 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6931 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6932 {
6933         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6934         int old_prio = p->prio;
6935         int on_rq;
6936
6937         on_rq = p->on_rq;
6938         if (on_rq)
6939                 deactivate_task(rq, p, 0);
6940         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
6941         if (on_rq) {
6942                 activate_task(rq, p, 0);
6943                 resched_task(rq->curr);
6944         }
6945
6946         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
6947 }
6948
6949 void normalize_rt_tasks(void)
6950 {
6951         struct task_struct *g, *p;
6952         unsigned long flags;
6953         struct rq *rq;
6954
6955         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
6956         do_each_thread(g, p) {
6957                 /*
6958                  * Only normalize user tasks:
6959                  */
6960                 if (!p->mm)
6961                         continue;
6962
6963                 p->se.exec_start                = 0;
6964 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
6965                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
6966                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
6967                 p->se.statistics.block_start    = 0;
6968 #endif
6969
6970                 if (!rt_task(p)) {
6971                         /*
6972                          * Renice negative nice level userspace
6973                          * tasks back to 0:
6974                          */
6975                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
6976                                 set_user_nice(p, 0);
6977                         continue;
6978                 }
6979
6980                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6981                 rq = __task_rq_lock(p);
6982
6983                 normalize_task(rq, p);
6984
6985                 __task_rq_unlock(rq);
6986                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6987         } while_each_thread(g, p);
6988
6989         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
6990 }
6991
6992 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6993
6994 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6995 /*
6996  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6997  *
6998  * They can only be called when the whole system has been
6999  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7000  * activity can take place. Using them for anything else would
7001  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7002  * under any other configuration.
7003  */
7004
7005 /**
7006  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7007  * @cpu: the processor in question.
7008  *
7009  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7010  */
7011 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7012 {
7013         return cpu_curr(cpu);
7014 }
7015
7016 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7017
7018 #ifdef CONFIG_IA64
7019 /**
7020  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7021  * @cpu: the processor in question.
7022  * @p: the task pointer to set.
7023  *
7024  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7025  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7026  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7027  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7028  * and caller must save the original value of the current task (see
7029  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7030  * re-starting the system.
7031  *
7032  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7033  */
7034 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7035 {
7036         cpu_curr(cpu) = p;
7037 }
7038
7039 #endif
7040
7041 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7042 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7043 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7044
7045 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7046 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7047 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7048
7049 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7050 {
7051         free_fair_sched_group(tg);
7052         free_rt_sched_group(tg);
7053         autogroup_free(tg);
7054         kfree(tg);
7055 }
7056
7057 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7058 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7059 {
7060         struct task_group *tg;
7061         unsigned long flags;
7062
7063         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7064         if (!tg)
7065                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7066
7067         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7068                 goto err;
7069
7070         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7071                 goto err;
7072
7073         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7074         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7075
7076         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7077
7078         tg->parent = parent;
7079         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7080         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7081         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7082
7083         return tg;
7084
7085 err:
7086         free_sched_group(tg);
7087         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7088 }
7089
7090 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7091 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7092 {
7093         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7094         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7095 }
7096
7097 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7098 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7099 {
7100         unsigned long flags;
7101         int i;
7102
7103         /* end participation in shares distribution */
7104         for_each_possible_cpu(i)
7105                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7106
7107         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7108         list_del_rcu(&tg->list);
7109         list_del_rcu(&tg->siblings);
7110         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7111
7112         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7113         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7114 }
7115
7116 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7117  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7118  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7119  *      reflect its new group.
7120  */
7121 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7122 {
7123         int on_rq, running;
7124         unsigned long flags;
7125         struct rq *rq;
7126
7127         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7128
7129         running = task_current(rq, tsk);
7130         on_rq = tsk->on_rq;
7131
7132         if (on_rq)
7133                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7134         if (unlikely(running))
7135                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7136
7137 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7138         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7139                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7140         else
7141 #endif
7142                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7143
7144         if (unlikely(running))
7145                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7146         if (on_rq)
7147                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7148
7149         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7150 }
7151 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7152
7153 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7154 #endif
7155
7156 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7157 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7158 {
7159         if (runtime == RUNTIME_INF)
7160                 return 1ULL << 20;
7161
7162         return div64_u64(runtime << 20, period);
7163 }
7164 #endif
7165
7166 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7167 /*
7168  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7169  */
7170 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7171
7172 /* Must be called with tasklist_lock held */
7173 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7174 {
7175         struct task_struct *g, *p;
7176
7177         do_each_thread(g, p) {
7178                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7179                         return 1;
7180         } while_each_thread(g, p);
7181
7182         return 0;
7183 }
7184
7185 struct rt_schedulable_data {
7186         struct task_group *tg;
7187         u64 rt_period;
7188         u64 rt_runtime;
7189 };
7190
7191 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7192 {
7193         struct rt_schedulable_data *d = data;
7194         struct task_group *child;
7195         unsigned long total, sum = 0;
7196         u64 period, runtime;
7197
7198         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7199         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7200
7201         if (tg == d->tg) {
7202                 period = d->rt_period;
7203                 runtime = d->rt_runtime;
7204         }
7205
7206         /*
7207          * Cannot have more runtime than the period.
7208          */
7209         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7210                 return -EINVAL;
7211
7212         /*
7213          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7214          */
7215         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7216                 return -EBUSY;
7217
7218         total = to_ratio(period, runtime);
7219
7220         /*
7221          * Nobody can have more than the global setting allows.
7222          */
7223         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7224                 return -EINVAL;
7225
7226         /*
7227          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7228          */
7229         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7230                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7231                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7232
7233                 if (child == d->tg) {
7234                         period = d->rt_period;
7235                         runtime = d->rt_runtime;
7236                 }
7237
7238                 sum += to_ratio(period, runtime);
7239         }
7240
7241         if (sum > total)
7242                 return -EINVAL;
7243
7244         return 0;
7245 }
7246
7247 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7248 {
7249         int ret;
7250
7251         struct rt_schedulable_data data = {
7252                 .tg = tg,
7253                 .rt_period = period,
7254                 .rt_runtime = runtime,
7255         };
7256
7257         rcu_read_lock();
7258         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7259         rcu_read_unlock();
7260
7261         return ret;
7262 }
7263
7264 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7265                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7266 {
7267         int i, err = 0;
7268
7269         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7270         read_lock(&tasklist_lock);
7271         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7272         if (err)
7273                 goto unlock;
7274
7275         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7276         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7277         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7278
7279         for_each_possible_cpu(i) {
7280                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7281
7282                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7283                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7284                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7285         }
7286         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7287 unlock:
7288         read_unlock(&tasklist_lock);
7289         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7290
7291         return err;
7292 }
7293
7294 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7295 {
7296         u64 rt_runtime, rt_period;
7297
7298         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7299         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7300         if (rt_runtime_us < 0)
7301                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7302
7303         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7304 }
7305
7306 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7307 {
7308         u64 rt_runtime_us;
7309
7310         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7311                 return -1;
7312
7313         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7314         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7315         return rt_runtime_us;
7316 }
7317
7318 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7319 {
7320         u64 rt_runtime, rt_period;
7321
7322         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7323         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7324
7325         if (rt_period == 0)
7326                 return -EINVAL;
7327
7328         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7329 }
7330
7331 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7332 {
7333         u64 rt_period_us;
7334
7335         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7336         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7337         return rt_period_us;
7338 }
7339
7340 static int sched_rt_global_constraints(void)
7341 {
7342         u64 runtime, period;
7343         int ret = 0;
7344
7345         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7346                 return -EINVAL;
7347
7348         runtime = global_rt_runtime();
7349         period = global_rt_period();
7350
7351         /*
7352          * Sanity check on the sysctl variables.
7353          */
7354         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7355                 return -EINVAL;
7356
7357         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7358         read_lock(&tasklist_lock);
7359         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7360         read_unlock(&tasklist_lock);
7361         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7362
7363         return ret;
7364 }
7365
7366 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7367 {
7368         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7369         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7370                 return 0;
7371
7372         return 1;
7373 }
7374
7375 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7376 static int sched_rt_global_constraints(void)
7377 {
7378         unsigned long flags;
7379         int i;
7380
7381         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7382                 return -EINVAL;
7383
7384         /*
7385          * There's always some RT tasks in the root group
7386          * -- migration, kstopmachine etc..
7387          */
7388         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7389                 return -EBUSY;
7390
7391         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7392         for_each_possible_cpu(i) {
7393                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7394
7395                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7396                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7397                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7398         }
7399         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7400
7401         return 0;
7402 }
7403 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7404
7405 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7406                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7407                 loff_t *ppos)
7408 {
7409         int ret;
7410         int old_period, old_runtime;
7411         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7412
7413         mutex_lock(&mutex);
7414         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7415         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7416
7417         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7418
7419         if (!ret && write) {
7420                 ret = sched_rt_global_constraints();
7421                 if (ret) {
7422                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7423                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7424                 } else {
7425                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7426                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7427                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7428                 }
7429         }
7430         mutex_unlock(&mutex);
7431
7432         return ret;
7433 }
7434
7435 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7436
7437 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7438 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7439 {
7440         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7441                             struct task_group, css);
7442 }
7443
7444 static struct cgroup_subsys_state *
7445 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7446 {
7447         struct task_group *tg, *parent;
7448
7449         if (!cgrp->parent) {
7450                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7451                 return &root_task_group.css;
7452         }
7453
7454         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7455         tg = sched_create_group(parent);
7456         if (IS_ERR(tg))
7457                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7458
7459         return &tg->css;
7460 }
7461
7462 static void
7463 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7464 {
7465         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7466
7467         sched_destroy_group(tg);
7468 }
7469
7470 static int
7471 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7472 {
7473 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7474         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
7475                 return -EINVAL;
7476 #else
7477         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7478         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
7479                 return -EINVAL;
7480 #endif
7481         return 0;
7482 }
7483
7484 static void
7485 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
7486 {
7487         sched_move_task(tsk);
7488 }
7489
7490 static void
7491 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
7492                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
7493 {
7494         /*
7495          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7496          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7497          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7498          */
7499         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7500                 return;
7501
7502         sched_move_task(task);
7503 }
7504
7505 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7506 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7507                                 u64 shareval)
7508 {
7509         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7510 }
7511
7512 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7513 {
7514         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7515
7516         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7517 }
7518
7519 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7520 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7521
7522 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7523 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7524
7525 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7526
7527 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7528 {
7529         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7530         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7531
7532         if (tg == &root_task_group)
7533                 return -EINVAL;
7534
7535         /*
7536          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7537          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7538          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7539          */
7540         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7541                 return -EINVAL;
7542
7543         /*
7544          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7545          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7546          * feasibility.
7547          */
7548         if (period > max_cfs_quota_period)
7549                 return -EINVAL;
7550
7551         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7552         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7553         if (ret)
7554                 goto out_unlock;
7555
7556         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7557         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7558         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7559         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7560         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7561         cfs_b->quota = quota;
7562
7563         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7564         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7565         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7566                 /* force a reprogram */
7567                 cfs_b->timer_active = 0;
7568                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7569         }
7570         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7571
7572         for_each_possible_cpu(i) {
7573                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7574                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7575
7576                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7577                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7578                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7579
7580                 if (cfs_rq->throttled)
7581                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7582                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7583         }
7584 out_unlock:
7585         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7586
7587         return ret;
7588 }
7589
7590 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7591 {
7592         u64 quota, period;
7593
7594         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7595         if (cfs_quota_us < 0)
7596                 quota = RUNTIME_INF;
7597         else
7598                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7599
7600         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7601 }
7602
7603 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7604 {
7605         u64 quota_us;
7606
7607         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7608                 return -1;
7609
7610         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7611         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7612
7613         return quota_us;
7614 }
7615
7616 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7617 {
7618         u64 quota, period;
7619
7620         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7621         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7622
7623         if (period <= 0)
7624                 return -EINVAL;
7625
7626         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7627 }
7628
7629 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7630 {
7631         u64 cfs_period_us;
7632
7633         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7634         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7635
7636         return cfs_period_us;
7637 }
7638
7639 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7640 {
7641         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7642 }
7643
7644 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7645                                 s64 cfs_quota_us)
7646 {
7647         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7648 }
7649
7650 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7651 {
7652         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7653 }
7654
7655 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7656                                 u64 cfs_period_us)
7657 {
7658         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7659 }
7660
7661 struct cfs_schedulable_data {
7662         struct task_group *tg;
7663         u64 period, quota;
7664 };
7665
7666 /*
7667  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7668  * note: units are usecs
7669  */
7670 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7671                                struct cfs_schedulable_data *d)
7672 {
7673         u64 quota, period;
7674
7675         if (tg == d->tg) {
7676                 period = d->period;
7677                 quota = d->quota;
7678         } else {
7679                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7680                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7681         }
7682
7683         /* note: these should typically be equivalent */
7684         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7685                 return RUNTIME_INF;
7686
7687         return to_ratio(period, quota);
7688 }
7689
7690 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7691 {
7692         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7693         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7694         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7695
7696         if (!tg->parent) {
7697                 quota = RUNTIME_INF;
7698         } else {
7699                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7700
7701                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7702                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7703
7704                 /*
7705                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7706                  * limit is set
7707                  */
7708                 if (quota == RUNTIME_INF)
7709                         quota = parent_quota;
7710                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7711                         return -EINVAL;
7712         }
7713         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7714
7715         return 0;
7716 }
7717
7718 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7719 {
7720         int ret;
7721         struct cfs_schedulable_data data = {
7722                 .tg = tg,
7723                 .period = period,
7724                 .quota = quota,
7725         };
7726
7727         if (quota != RUNTIME_INF) {
7728                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7729                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7730         }
7731
7732         rcu_read_lock();
7733         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7734         rcu_read_unlock();
7735
7736         return ret;
7737 }
7738
7739 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7740                 struct cgroup_map_cb *cb)
7741 {
7742         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7743         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7744
7745         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7746         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7747         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7748
7749         return 0;
7750 }
7751 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7752 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7753
7754 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7755 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7756                                 s64 val)
7757 {
7758         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7759 }
7760
7761 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7762 {
7763         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7764 }
7765
7766 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7767                 u64 rt_period_us)
7768 {
7769         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7770 }
7771
7772 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7773 {
7774         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7775 }
7776 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7777
7778 static struct cftype cpu_files[] = {
7779 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7780         {
7781                 .name = "shares",
7782                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7783                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7784         },
7785 #endif
7786 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7787         {
7788                 .name = "cfs_quota_us",
7789                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7790                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7791         },
7792         {
7793                 .name = "cfs_period_us",
7794                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7795                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7796         },
7797         {
7798                 .name = "stat",
7799                 .read_map = cpu_stats_show,
7800         },
7801 #endif
7802 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7803         {
7804                 .name = "rt_runtime_us",
7805                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7806                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7807         },
7808         {
7809                 .name = "rt_period_us",
7810                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7811                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7812         },
7813 #endif
7814 };
7815
7816 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
7817 {
7818         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
7819 }
7820
7821 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7822         .name           = "cpu",
7823         .create         = cpu_cgroup_create,
7824         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
7825         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
7826         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
7827         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7828         .populate       = cpu_cgroup_populate,
7829         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7830         .early_init     = 1,
7831 };
7832
7833 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7834
7835 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7836
7837 /*
7838  * CPU accounting code for task groups.
7839  *
7840  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
7841  * (balbir@in.ibm.com).
7842  */
7843
7844 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
7845 struct cpuacct {
7846         struct cgroup_subsys_state css;
7847         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
7848         u64 __percpu *cpuusage;
7849         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
7850         struct cpuacct *parent;
7851 };
7852
7853 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
7854
7855 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
7856 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
7857 {
7858         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
7859                             struct cpuacct, css);
7860 }
7861
7862 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
7863 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
7864 {
7865         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
7866                             struct cpuacct, css);
7867 }
7868
7869 /* create a new cpu accounting group */
7870 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
7871         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7872 {
7873         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
7874         int i;
7875
7876         if (!ca)
7877                 goto out;
7878
7879         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
7880         if (!ca->cpuusage)
7881                 goto out_free_ca;
7882
7883         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
7884                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
7885                         goto out_free_counters;
7886
7887         if (cgrp->parent)
7888                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
7889
7890         return &ca->css;
7891
7892 out_free_counters:
7893         while (--i >= 0)
7894                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
7895         free_percpu(ca->cpuusage);
7896 out_free_ca:
7897         kfree(ca);
7898 out:
7899         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7900 }
7901
7902 /* destroy an existing cpu accounting group */
7903 static void
7904 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
7905 {
7906         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7907         int i;
7908
7909         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
7910                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
7911         free_percpu(ca->cpuusage);
7912         kfree(ca);
7913 }
7914
7915 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
7916 {
7917         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7918         u64 data;
7919
7920 #ifndef CONFIG_64BIT
7921         /*
7922          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
7923          */
7924         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7925         data = *cpuusage;
7926         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7927 #else
7928         data = *cpuusage;
7929 #endif
7930
7931         return data;
7932 }
7933
7934 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
7935 {
7936         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7937
7938 #ifndef CONFIG_64BIT
7939         /*
7940          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
7941          */
7942         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7943         *cpuusage = val;
7944         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7945 #else
7946         *cpuusage = val;
7947 #endif
7948 }
7949
7950 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
7951 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7952 {
7953         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7954         u64 totalcpuusage = 0;
7955         int i;
7956
7957         for_each_present_cpu(i)
7958                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7959
7960         return totalcpuusage;
7961 }
7962
7963 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7964                                                                 u64 reset)
7965 {
7966         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7967         int err = 0;
7968         int i;
7969
7970         if (reset) {
7971                 err = -EINVAL;
7972                 goto out;
7973         }
7974
7975         for_each_present_cpu(i)
7976                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
7977
7978 out:
7979         return err;
7980 }
7981
7982 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
7983                                    struct seq_file *m)
7984 {
7985         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
7986         u64 percpu;
7987         int i;
7988
7989         for_each_present_cpu(i) {
7990                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7991                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
7992         }
7993         seq_printf(m, "\n");
7994         return 0;
7995 }
7996
7997 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
7998         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
7999         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8000 };
8001
8002 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8003                 struct cgroup_map_cb *cb)
8004 {
8005         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8006         int i;
8007
8008         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
8009                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
8010                 val = cputime64_to_clock_t(val);
8011                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
8012         }
8013         return 0;
8014 }
8015
8016 static struct cftype files[] = {
8017         {
8018                 .name = "usage",
8019                 .read_u64 = cpuusage_read,
8020                 .write_u64 = cpuusage_write,
8021         },
8022         {
8023                 .name = "usage_percpu",
8024                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8025         },
8026         {
8027                 .name = "stat",
8028                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8029         },
8030 };
8031
8032 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
8033 {
8034         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
8035 }
8036
8037 /*
8038  * charge this task's execution time to its accounting group.
8039  *
8040  * called with rq->lock held.
8041  */
8042 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8043 {
8044         struct cpuacct *ca;
8045         int cpu;
8046
8047         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8048                 return;
8049
8050         cpu = task_cpu(tsk);
8051
8052         rcu_read_lock();
8053
8054         ca = task_ca(tsk);
8055
8056         for (; ca; ca = ca->parent) {
8057                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8058                 *cpuusage += cputime;
8059         }
8060
8061         rcu_read_unlock();
8062 }
8063
8064 /*
8065  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
8066  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
8067  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
8068  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
8069  *
8070  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
8071  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
8072  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
8073  */
8074 #ifdef CONFIG_SMP
8075 #define CPUACCT_BATCH   \
8076         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
8077 #else
8078 #define CPUACCT_BATCH   0
8079 #endif
8080
8081 /*
8082  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
8083  */
8084 void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
8085                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
8086 {
8087         struct cpuacct *ca;
8088         int batch = CPUACCT_BATCH;
8089
8090         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8091                 return;
8092
8093         rcu_read_lock();
8094         ca = task_ca(tsk);
8095
8096         do {
8097                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
8098                 ca = ca->parent;
8099         } while (ca);
8100         rcu_read_unlock();
8101 }
8102
8103 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8104         .name = "cpuacct",
8105         .create = cpuacct_create,
8106         .destroy = cpuacct_destroy,
8107         .populate = cpuacct_populate,
8108         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8109 };
8110 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */