Merge branch 'scripts'
[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 #include <linux/binfmts.h>
75
76 #include <asm/switch_to.h>
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79 #include <asm/mutex.h>
80 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
81 #include <asm/paravirt.h>
82 #endif
83
84 #include "sched.h"
85 #include "../workqueue_sched.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
91 {
92         unsigned long delta;
93         ktime_t soft, hard, now;
94
95         for (;;) {
96                 if (hrtimer_active(period_timer))
97                         break;
98
99                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
100                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
101
102                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
103                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
104                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
105                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
106                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
107         }
108 }
109
110 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
111 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
112
113 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
114
115 void update_rq_clock(struct rq *rq)
116 {
117         s64 delta;
118
119         if (rq->skip_clock_update > 0)
120                 return;
121
122         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
123         rq->clock += delta;
124         update_rq_clock_task(rq, delta);
125 }
126
127 /*
128  * Debugging: various feature bits
129  */
130
131 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
132         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
133
134 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
135 #include "features.h"
136         0;
137
138 #undef SCHED_FEAT
139
140 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
141 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
142         #name ,
143
144 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
145 #include "features.h"
146         NULL
147 };
148
149 #undef SCHED_FEAT
150
151 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
152 {
153         int i;
154
155         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
156                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
157                         seq_puts(m, "NO_");
158                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
159         }
160         seq_puts(m, "\n");
161
162         return 0;
163 }
164
165 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
166
167 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
168 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
169
170 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
171         jump_label_key__##enabled ,
172
173 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
174 #include "features.h"
175 };
176
177 #undef SCHED_FEAT
178
179 static void sched_feat_disable(int i)
180 {
181         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
182                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
183 }
184
185 static void sched_feat_enable(int i)
186 {
187         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
188                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
189 }
190 #else
191 static void sched_feat_disable(int i) { };
192 static void sched_feat_enable(int i) { };
193 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
194
195 static ssize_t
196 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
197                 size_t cnt, loff_t *ppos)
198 {
199         char buf[64];
200         char *cmp;
201         int neg = 0;
202         int i;
203
204         if (cnt > 63)
205                 cnt = 63;
206
207         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
208                 return -EFAULT;
209
210         buf[cnt] = 0;
211         cmp = strstrip(buf);
212
213         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
214                 neg = 1;
215                 cmp += 3;
216         }
217
218         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
219                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
220                         if (neg) {
221                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
222                                 sched_feat_disable(i);
223                         } else {
224                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
225                                 sched_feat_enable(i);
226                         }
227                         break;
228                 }
229         }
230
231         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
232                 return -EINVAL;
233
234         *ppos += cnt;
235
236         return cnt;
237 }
238
239 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
240 {
241         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
242 }
243
244 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
245         .open           = sched_feat_open,
246         .write          = sched_feat_write,
247         .read           = seq_read,
248         .llseek         = seq_lseek,
249         .release        = single_release,
250 };
251
252 static __init int sched_init_debug(void)
253 {
254         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
255                         &sched_feat_fops);
256
257         return 0;
258 }
259 late_initcall(sched_init_debug);
260 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
261
262 /*
263  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
264  * Limited because this is done with IRQs disabled.
265  */
266 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
267
268 /*
269  * period over which we average the RT time consumption, measured
270  * in ms.
271  *
272  * default: 1s
273  */
274 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
275
276 /*
277  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
278  * default: 1s
279  */
280 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
281
282 __read_mostly int scheduler_running;
283
284 /*
285  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
286  * default: 0.95s
287  */
288 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
289
290
291
292 /*
293  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
294  */
295 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
296         __acquires(rq->lock)
297 {
298         struct rq *rq;
299
300         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
301
302         for (;;) {
303                 rq = task_rq(p);
304                 raw_spin_lock(&rq->lock);
305                 if (likely(rq == task_rq(p)))
306                         return rq;
307                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
308         }
309 }
310
311 /*
312  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
313  */
314 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
315         __acquires(p->pi_lock)
316         __acquires(rq->lock)
317 {
318         struct rq *rq;
319
320         for (;;) {
321                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
322                 rq = task_rq(p);
323                 raw_spin_lock(&rq->lock);
324                 if (likely(rq == task_rq(p)))
325                         return rq;
326                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
327                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
328         }
329 }
330
331 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
332         __releases(rq->lock)
333 {
334         raw_spin_unlock(&rq->lock);
335 }
336
337 static inline void
338 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
339         __releases(rq->lock)
340         __releases(p->pi_lock)
341 {
342         raw_spin_unlock(&rq->lock);
343         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
344 }
345
346 /*
347  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
348  */
349 static struct rq *this_rq_lock(void)
350         __acquires(rq->lock)
351 {
352         struct rq *rq;
353
354         local_irq_disable();
355         rq = this_rq();
356         raw_spin_lock(&rq->lock);
357
358         return rq;
359 }
360
361 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
362 /*
363  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
364  *
365  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
366  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
367  * reschedule event.
368  *
369  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
370  * rq->lock.
371  */
372
373 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
374 {
375         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
376                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
377 }
378
379 /*
380  * High-resolution timer tick.
381  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
382  */
383 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
384 {
385         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
386
387         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
388
389         raw_spin_lock(&rq->lock);
390         update_rq_clock(rq);
391         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
392         raw_spin_unlock(&rq->lock);
393
394         return HRTIMER_NORESTART;
395 }
396
397 #ifdef CONFIG_SMP
398 /*
399  * called from hardirq (IPI) context
400  */
401 static void __hrtick_start(void *arg)
402 {
403         struct rq *rq = arg;
404
405         raw_spin_lock(&rq->lock);
406         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
407         rq->hrtick_csd_pending = 0;
408         raw_spin_unlock(&rq->lock);
409 }
410
411 /*
412  * Called to set the hrtick timer state.
413  *
414  * called with rq->lock held and irqs disabled
415  */
416 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
417 {
418         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
419         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
420
421         hrtimer_set_expires(timer, time);
422
423         if (rq == this_rq()) {
424                 hrtimer_restart(timer);
425         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
426                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
427                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
428         }
429 }
430
431 static int
432 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
433 {
434         int cpu = (int)(long)hcpu;
435
436         switch (action) {
437         case CPU_UP_CANCELED:
438         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
439         case CPU_DOWN_PREPARE:
440         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
441         case CPU_DEAD:
442         case CPU_DEAD_FROZEN:
443                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
444                 return NOTIFY_OK;
445         }
446
447         return NOTIFY_DONE;
448 }
449
450 static __init void init_hrtick(void)
451 {
452         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
453 }
454 #else
455 /*
456  * Called to set the hrtick timer state.
457  *
458  * called with rq->lock held and irqs disabled
459  */
460 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
461 {
462         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
463                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
464 }
465
466 static inline void init_hrtick(void)
467 {
468 }
469 #endif /* CONFIG_SMP */
470
471 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
472 {
473 #ifdef CONFIG_SMP
474         rq->hrtick_csd_pending = 0;
475
476         rq->hrtick_csd.flags = 0;
477         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
478         rq->hrtick_csd.info = rq;
479 #endif
480
481         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
482         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
483 }
484 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
485 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
486 {
487 }
488
489 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
490 {
491 }
492
493 static inline void init_hrtick(void)
494 {
495 }
496 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
497
498 /*
499  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
500  *
501  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
502  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
503  * the target CPU.
504  */
505 #ifdef CONFIG_SMP
506
507 #ifndef tsk_is_polling
508 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
509 #endif
510
511 void resched_task(struct task_struct *p)
512 {
513         int cpu;
514
515         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
516
517         if (test_tsk_need_resched(p))
518                 return;
519
520         set_tsk_need_resched(p);
521
522         cpu = task_cpu(p);
523         if (cpu == smp_processor_id())
524                 return;
525
526         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
527         smp_mb();
528         if (!tsk_is_polling(p))
529                 smp_send_reschedule(cpu);
530 }
531
532 void resched_cpu(int cpu)
533 {
534         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
535         unsigned long flags;
536
537         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
538                 return;
539         resched_task(cpu_curr(cpu));
540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
541 }
542
543 #ifdef CONFIG_NO_HZ
544 /*
545  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
546  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
547  *
548  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
549  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
550  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
551  */
552 int get_nohz_timer_target(void)
553 {
554         int cpu = smp_processor_id();
555         int i;
556         struct sched_domain *sd;
557
558         rcu_read_lock();
559         for_each_domain(cpu, sd) {
560                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
561                         if (!idle_cpu(i)) {
562                                 cpu = i;
563                                 goto unlock;
564                         }
565                 }
566         }
567 unlock:
568         rcu_read_unlock();
569         return cpu;
570 }
571 /*
572  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
573  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
574  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
575  * idle system the next event might even be infinite time into the
576  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
577  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
578  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
579  * wheel for the next timer event.
580  */
581 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
582 {
583         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
584
585         if (cpu == smp_processor_id())
586                 return;
587
588         /*
589          * This is safe, as this function is called with the timer
590          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
591          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
592          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
593          * timer into account automatically.
594          */
595         if (rq->curr != rq->idle)
596                 return;
597
598         /*
599          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
600          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
601          * idle task through an additional NOOP schedule()
602          */
603         set_tsk_need_resched(rq->idle);
604
605         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
606         smp_mb();
607         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
608                 smp_send_reschedule(cpu);
609 }
610
611 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
612 {
613         int cpu = smp_processor_id();
614         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
615 }
616
617 #else /* CONFIG_NO_HZ */
618
619 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
620 {
621         return false;
622 }
623
624 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
625
626 void sched_avg_update(struct rq *rq)
627 {
628         s64 period = sched_avg_period();
629
630         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
631                 /*
632                  * Inline assembly required to prevent the compiler
633                  * optimising this loop into a divmod call.
634                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
635                  */
636                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
637                 rq->age_stamp += period;
638                 rq->rt_avg /= 2;
639         }
640 }
641
642 #else /* !CONFIG_SMP */
643 void resched_task(struct task_struct *p)
644 {
645         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
646         set_tsk_need_resched(p);
647 }
648 #endif /* CONFIG_SMP */
649
650 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
651                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
652 /*
653  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
654  * node and @up when leaving it for the final time.
655  *
656  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
657  */
658 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
659                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
660 {
661         struct task_group *parent, *child;
662         int ret;
663
664         parent = from;
665
666 down:
667         ret = (*down)(parent, data);
668         if (ret)
669                 goto out;
670         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
671                 parent = child;
672                 goto down;
673
674 up:
675                 continue;
676         }
677         ret = (*up)(parent, data);
678         if (ret || parent == from)
679                 goto out;
680
681         child = parent;
682         parent = parent->parent;
683         if (parent)
684                 goto up;
685 out:
686         return ret;
687 }
688
689 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
690 {
691         return 0;
692 }
693 #endif
694
695 void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
696
697 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
698 {
699         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
700         struct load_weight *load = &p->se.load;
701
702         /*
703          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
704          */
705         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
706                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
707                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
708                 return;
709         }
710
711         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
712         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
713 }
714
715 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
716 {
717         update_rq_clock(rq);
718         sched_info_queued(p);
719         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
720 }
721
722 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_dequeued(p);
726         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         if (task_contributes_to_load(p))
732                 rq->nr_uninterruptible--;
733
734         enqueue_task(rq, p, flags);
735 }
736
737 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
738 {
739         if (task_contributes_to_load(p))
740                 rq->nr_uninterruptible++;
741
742         dequeue_task(rq, p, flags);
743 }
744
745 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
746
747 /*
748  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
749  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
750  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
751  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
752  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
753  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
754  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
755  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
756  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
757  */
758 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
759 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
760
761 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
762 static int sched_clock_irqtime;
763
764 void enable_sched_clock_irqtime(void)
765 {
766         sched_clock_irqtime = 1;
767 }
768
769 void disable_sched_clock_irqtime(void)
770 {
771         sched_clock_irqtime = 0;
772 }
773
774 #ifndef CONFIG_64BIT
775 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
776
777 static inline void irq_time_write_begin(void)
778 {
779         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
780         smp_wmb();
781 }
782
783 static inline void irq_time_write_end(void)
784 {
785         smp_wmb();
786         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
787 }
788
789 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
790 {
791         u64 irq_time;
792         unsigned seq;
793
794         do {
795                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
796                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
797                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
798         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
799
800         return irq_time;
801 }
802 #else /* CONFIG_64BIT */
803 static inline void irq_time_write_begin(void)
804 {
805 }
806
807 static inline void irq_time_write_end(void)
808 {
809 }
810
811 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
812 {
813         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
814 }
815 #endif /* CONFIG_64BIT */
816
817 /*
818  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
819  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
820  */
821 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
822 {
823         unsigned long flags;
824         s64 delta;
825         int cpu;
826
827         if (!sched_clock_irqtime)
828                 return;
829
830         local_irq_save(flags);
831
832         cpu = smp_processor_id();
833         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
834         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
835
836         irq_time_write_begin();
837         /*
838          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
839          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
840          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
841          * that do not consume any time, but still wants to run.
842          */
843         if (hardirq_count())
844                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
845         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
846                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
847
848         irq_time_write_end();
849         local_irq_restore(flags);
850 }
851 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
852
853 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
854
855 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
856 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
857 {
858         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
859                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
860
861         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
862 }
863 #endif
864
865 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
866 {
867 /*
868  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
869  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
870  */
871 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
872         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
873 #endif
874 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
875         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
876
877         /*
878          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
879          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
880          * {soft,}irq region.
881          *
882          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
883          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
884          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
885          * monotonic.
886          *
887          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
888          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
889          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
890          * atomic ops.
891          */
892         if (irq_delta > delta)
893                 irq_delta = delta;
894
895         rq->prev_irq_time += irq_delta;
896         delta -= irq_delta;
897 #endif
898 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
899         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
900                 u64 st;
901
902                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
903                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
904
905                 if (unlikely(steal > delta))
906                         steal = delta;
907
908                 st = steal_ticks(steal);
909                 steal = st * TICK_NSEC;
910
911                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
912
913                 delta -= steal;
914         }
915 #endif
916
917         rq->clock_task += delta;
918
919 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
920         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
921                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
922 #endif
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
926 static int irqtime_account_hi_update(void)
927 {
928         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
929         unsigned long flags;
930         u64 latest_ns;
931         int ret = 0;
932
933         local_irq_save(flags);
934         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
935         if (nsecs_to_cputime64(latest_ns) > cpustat[CPUTIME_IRQ])
936                 ret = 1;
937         local_irq_restore(flags);
938         return ret;
939 }
940
941 static int irqtime_account_si_update(void)
942 {
943         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
944         unsigned long flags;
945         u64 latest_ns;
946         int ret = 0;
947
948         local_irq_save(flags);
949         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
950         if (nsecs_to_cputime64(latest_ns) > cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ])
951                 ret = 1;
952         local_irq_restore(flags);
953         return ret;
954 }
955
956 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
957
958 #define sched_clock_irqtime     (0)
959
960 #endif
961
962 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
963 {
964         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
965         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
966
967         if (stop) {
968                 /*
969                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
970                  * userspace knows about and won't get confused about.
971                  *
972                  * Also, it will make PI more or less work without too
973                  * much confusion -- but then, stop work should not
974                  * rely on PI working anyway.
975                  */
976                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
977
978                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
979         }
980
981         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
982
983         if (old_stop) {
984                 /*
985                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
986                  * it can die in pieces.
987                  */
988                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
989         }
990 }
991
992 /*
993  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
994  */
995 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
996 {
997         return p->static_prio;
998 }
999
1000 /*
1001  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1002  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1003  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1004  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1005  * estimator recalculates.
1006  */
1007 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1008 {
1009         int prio;
1010
1011         if (task_has_rt_policy(p))
1012                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1013         else
1014                 prio = __normal_prio(p);
1015         return prio;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1020  * taken into account by the scheduler. This value might
1021  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1022  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1023  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1024  */
1025 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1026 {
1027         p->normal_prio = normal_prio(p);
1028         /*
1029          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1030          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1031          * to the normal priority:
1032          */
1033         if (!rt_prio(p->prio))
1034                 return p->normal_prio;
1035         return p->prio;
1036 }
1037
1038 /**
1039  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1040  * @p: the task in question.
1041  */
1042 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1043 {
1044         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1045 }
1046
1047 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1048                                        const struct sched_class *prev_class,
1049                                        int oldprio)
1050 {
1051         if (prev_class != p->sched_class) {
1052                 if (prev_class->switched_from)
1053                         prev_class->switched_from(rq, p);
1054                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1055         } else if (oldprio != p->prio)
1056                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1057 }
1058
1059 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1060 {
1061         const struct sched_class *class;
1062
1063         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1064                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1065         } else {
1066                 for_each_class(class) {
1067                         if (class == rq->curr->sched_class)
1068                                 break;
1069                         if (class == p->sched_class) {
1070                                 resched_task(rq->curr);
1071                                 break;
1072                         }
1073                 }
1074         }
1075
1076         /*
1077          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1078          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1079          */
1080         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1081                 rq->skip_clock_update = 1;
1082 }
1083
1084 #ifdef CONFIG_SMP
1085 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1086 {
1087 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1088         /*
1089          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1090          * ttwu() will sort out the placement.
1091          */
1092         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1093                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
1094
1095 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1096         /*
1097          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1098          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1099          *
1100          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1101          * see set_task_rq().
1102          *
1103          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1104          * task_rq_lock().
1105          */
1106         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1107                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1108 #endif
1109 #endif
1110
1111         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1112
1113         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1114                 p->se.nr_migrations++;
1115                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1116         }
1117
1118         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1119 }
1120
1121 struct migration_arg {
1122         struct task_struct *task;
1123         int dest_cpu;
1124 };
1125
1126 static int migration_cpu_stop(void *data);
1127
1128 /*
1129  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1130  *
1131  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1132  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1133  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1134  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1135  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1136  * @p has remained unscheduled the whole time.
1137  *
1138  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1139  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1140  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1141  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1142  * waiting to become inactive.
1143  */
1144 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1145 {
1146         unsigned long flags;
1147         int running, on_rq;
1148         unsigned long ncsw;
1149         struct rq *rq;
1150
1151         for (;;) {
1152                 /*
1153                  * We do the initial early heuristics without holding
1154                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1155                  * the runqueue lock when things look like they will
1156                  * work out!
1157                  */
1158                 rq = task_rq(p);
1159
1160                 /*
1161                  * If the task is actively running on another CPU
1162                  * still, just relax and busy-wait without holding
1163                  * any locks.
1164                  *
1165                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1166                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1167                  * But we don't care, since "task_running()" will
1168                  * return false if the runqueue has changed and p
1169                  * is actually now running somewhere else!
1170                  */
1171                 while (task_running(rq, p)) {
1172                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1173                                 return 0;
1174                         cpu_relax();
1175                 }
1176
1177                 /*
1178                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1179                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1180                  * just go back and repeat.
1181                  */
1182                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1183                 trace_sched_wait_task(p);
1184                 running = task_running(rq, p);
1185                 on_rq = p->on_rq;
1186                 ncsw = 0;
1187                 if (!match_state || p->state == match_state)
1188                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1189                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1190
1191                 /*
1192                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1193                  */
1194                 if (unlikely(!ncsw))
1195                         break;
1196
1197                 /*
1198                  * Was it really running after all now that we
1199                  * checked with the proper locks actually held?
1200                  *
1201                  * Oops. Go back and try again..
1202                  */
1203                 if (unlikely(running)) {
1204                         cpu_relax();
1205                         continue;
1206                 }
1207
1208                 /*
1209                  * It's not enough that it's not actively running,
1210                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1211                  * preempted!
1212                  *
1213                  * So if it was still runnable (but just not actively
1214                  * running right now), it's preempted, and we should
1215                  * yield - it could be a while.
1216                  */
1217                 if (unlikely(on_rq)) {
1218                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1219
1220                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1221                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1222                         continue;
1223                 }
1224
1225                 /*
1226                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1227                  * runnable, which means that it will never become
1228                  * running in the future either. We're all done!
1229                  */
1230                 break;
1231         }
1232
1233         return ncsw;
1234 }
1235
1236 /***
1237  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1238  * @p: the to-be-kicked thread
1239  *
1240  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1241  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1242  *
1243  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1244  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1245  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1246  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1247  * achieved as well.
1248  */
1249 void kick_process(struct task_struct *p)
1250 {
1251         int cpu;
1252
1253         preempt_disable();
1254         cpu = task_cpu(p);
1255         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1256                 smp_send_reschedule(cpu);
1257         preempt_enable();
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1260 #endif /* CONFIG_SMP */
1261
1262 #ifdef CONFIG_SMP
1263 /*
1264  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1265  */
1266 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1267 {
1268         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1269         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1270         int dest_cpu;
1271
1272         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1273         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1274                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1275                         continue;
1276                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1277                         continue;
1278                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1279                         return dest_cpu;
1280         }
1281
1282         for (;;) {
1283                 /* Any allowed, online CPU? */
1284                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1285                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1286                                 continue;
1287                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1288                                 continue;
1289                         goto out;
1290                 }
1291
1292                 switch (state) {
1293                 case cpuset:
1294                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1295                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1296                         state = possible;
1297                         break;
1298
1299                 case possible:
1300                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1301                         state = fail;
1302                         break;
1303
1304                 case fail:
1305                         BUG();
1306                         break;
1307                 }
1308         }
1309
1310 out:
1311         if (state != cpuset) {
1312                 /*
1313                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1314                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1315                  * leave kernel.
1316                  */
1317                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1318                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1319                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1320                 }
1321         }
1322
1323         return dest_cpu;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1328  */
1329 static inline
1330 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1331 {
1332         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1333
1334         /*
1335          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1336          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1337          * cpu.
1338          *
1339          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1340          *
1341          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1342          *   not worry about this generic constraint ]
1343          */
1344         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1345                      !cpu_online(cpu)))
1346                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1347
1348         return cpu;
1349 }
1350
1351 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1352 {
1353         s64 diff = sample - *avg;
1354         *avg += diff >> 3;
1355 }
1356 #endif
1357
1358 static void
1359 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1360 {
1361 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1362         struct rq *rq = this_rq();
1363
1364 #ifdef CONFIG_SMP
1365         int this_cpu = smp_processor_id();
1366
1367         if (cpu == this_cpu) {
1368                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1369                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1370         } else {
1371                 struct sched_domain *sd;
1372
1373                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1374                 rcu_read_lock();
1375                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1376                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1377                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1378                                 break;
1379                         }
1380                 }
1381                 rcu_read_unlock();
1382         }
1383
1384         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1385                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1386
1387 #endif /* CONFIG_SMP */
1388
1389         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1390         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1391
1392         if (wake_flags & WF_SYNC)
1393                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1394
1395 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1396 }
1397
1398 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1399 {
1400         activate_task(rq, p, en_flags);
1401         p->on_rq = 1;
1402
1403         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1404         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1405                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1410  */
1411 static void
1412 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1413 {
1414         trace_sched_wakeup(p, true);
1415         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1416
1417         p->state = TASK_RUNNING;
1418 #ifdef CONFIG_SMP
1419         if (p->sched_class->task_woken)
1420                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1421
1422         if (rq->idle_stamp) {
1423                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1424                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1425
1426                 if (delta > max)
1427                         rq->avg_idle = max;
1428                 else
1429                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1430                 rq->idle_stamp = 0;
1431         }
1432 #endif
1433 }
1434
1435 static void
1436 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1437 {
1438 #ifdef CONFIG_SMP
1439         if (p->sched_contributes_to_load)
1440                 rq->nr_uninterruptible--;
1441 #endif
1442
1443         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1444         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1449  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1450  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1451  * the task is still ->on_rq.
1452  */
1453 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1454 {
1455         struct rq *rq;
1456         int ret = 0;
1457
1458         rq = __task_rq_lock(p);
1459         if (p->on_rq) {
1460                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1461                 ret = 1;
1462         }
1463         __task_rq_unlock(rq);
1464
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 #ifdef CONFIG_SMP
1469 static void sched_ttwu_pending(void)
1470 {
1471         struct rq *rq = this_rq();
1472         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1473         struct task_struct *p;
1474
1475         raw_spin_lock(&rq->lock);
1476
1477         while (llist) {
1478                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1479                 llist = llist_next(llist);
1480                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1481         }
1482
1483         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1484 }
1485
1486 void scheduler_ipi(void)
1487 {
1488         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1489                 return;
1490
1491         /*
1492          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1493          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1494          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1495          * we do call them.
1496          *
1497          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1498          * properly.
1499          *
1500          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1501          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1502          * somewhat pessimize the simple resched case.
1503          */
1504         irq_enter();
1505         sched_ttwu_pending();
1506
1507         /*
1508          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1509          */
1510         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1511                 this_rq()->idle_balance = 1;
1512                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1513         }
1514         irq_exit();
1515 }
1516
1517 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1518 {
1519         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1520                 smp_send_reschedule(cpu);
1521 }
1522
1523 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1524 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1525 {
1526         struct rq *rq;
1527         int ret = 0;
1528
1529         rq = __task_rq_lock(p);
1530         if (p->on_cpu) {
1531                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1532                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1533                 ret = 1;
1534         }
1535         __task_rq_unlock(rq);
1536
1537         return ret;
1538
1539 }
1540 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1541
1542 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1543 {
1544         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1545 }
1546 #endif /* CONFIG_SMP */
1547
1548 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1549 {
1550         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1551
1552 #if defined(CONFIG_SMP)
1553         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1554                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1555                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1556                 return;
1557         }
1558 #endif
1559
1560         raw_spin_lock(&rq->lock);
1561         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1562         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1563 }
1564
1565 /**
1566  * try_to_wake_up - wake up a thread
1567  * @p: the thread to be awakened
1568  * @state: the mask of task states that can be woken
1569  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1570  *
1571  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1572  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1573  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1574  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1575  * runnable without the overhead of this.
1576  *
1577  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1578  * or @state didn't match @p's state.
1579  */
1580 static int
1581 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1582 {
1583         unsigned long flags;
1584         int cpu, success = 0;
1585
1586         smp_wmb();
1587         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1588         if (!(p->state & state))
1589                 goto out;
1590
1591         success = 1; /* we're going to change ->state */
1592         cpu = task_cpu(p);
1593
1594         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1595                 goto stat;
1596
1597 #ifdef CONFIG_SMP
1598         /*
1599          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1600          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1601          */
1602         while (p->on_cpu) {
1603 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1604                 /*
1605                  * In case the architecture enables interrupts in
1606                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
1607                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
1608                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
1609                  * remote wakeup.
1610                  */
1611                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
1612                         goto stat;
1613 #else
1614                 cpu_relax();
1615 #endif
1616         }
1617         /*
1618          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1619          */
1620         smp_rmb();
1621
1622         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1623         p->state = TASK_WAKING;
1624
1625         if (p->sched_class->task_waking)
1626                 p->sched_class->task_waking(p);
1627
1628         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1629         if (task_cpu(p) != cpu) {
1630                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1631                 set_task_cpu(p, cpu);
1632         }
1633 #endif /* CONFIG_SMP */
1634
1635         ttwu_queue(p, cpu);
1636 stat:
1637         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1638 out:
1639         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1640
1641         return success;
1642 }
1643
1644 /**
1645  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1646  * @p: the thread to be awakened
1647  *
1648  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1649  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1650  * the current task.
1651  */
1652 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1653 {
1654         struct rq *rq = task_rq(p);
1655
1656         BUG_ON(rq != this_rq());
1657         BUG_ON(p == current);
1658         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1659
1660         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1661                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1662                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1663                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1664         }
1665
1666         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1667                 goto out;
1668
1669         if (!p->on_rq)
1670                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1671
1672         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1673         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1674 out:
1675         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1676 }
1677
1678 /**
1679  * wake_up_process - Wake up a specific process
1680  * @p: The process to be woken up.
1681  *
1682  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1683  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1684  * running.
1685  *
1686  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1687  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1688  */
1689 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1690 {
1691         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1692 }
1693 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1694
1695 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1696 {
1697         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1702  * p is forked by current.
1703  *
1704  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1705  */
1706 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1707 {
1708         p->on_rq                        = 0;
1709
1710         p->se.on_rq                     = 0;
1711         p->se.exec_start                = 0;
1712         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1713         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1714         p->se.nr_migrations             = 0;
1715         p->se.vruntime                  = 0;
1716         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1717
1718 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1719         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1720 #endif
1721
1722         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1723
1724 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1725         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1726 #endif
1727 }
1728
1729 /*
1730  * fork()/clone()-time setup:
1731  */
1732 void sched_fork(struct task_struct *p)
1733 {
1734         unsigned long flags;
1735         int cpu = get_cpu();
1736
1737         __sched_fork(p);
1738         /*
1739          * We mark the process as running here. This guarantees that
1740          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1741          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1742          */
1743         p->state = TASK_RUNNING;
1744
1745         /*
1746          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1747          */
1748         p->prio = current->normal_prio;
1749
1750         /*
1751          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1752          */
1753         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1754                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1755                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1756                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1757                         p->rt_priority = 0;
1758                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1759                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1760
1761                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1762                 set_load_weight(p);
1763
1764                 /*
1765                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1766                  * fulfilled its duty:
1767                  */
1768                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1769         }
1770
1771         if (!rt_prio(p->prio))
1772                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1773
1774         if (p->sched_class->task_fork)
1775                 p->sched_class->task_fork(p);
1776
1777         /*
1778          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1779          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1780          * is ran before sched_fork().
1781          *
1782          * Silence PROVE_RCU.
1783          */
1784         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1785         set_task_cpu(p, cpu);
1786         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1787
1788 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1789         if (likely(sched_info_on()))
1790                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1791 #endif
1792 #if defined(CONFIG_SMP)
1793         p->on_cpu = 0;
1794 #endif
1795 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1796         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1797         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1798 #endif
1799 #ifdef CONFIG_SMP
1800         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1801 #endif
1802
1803         put_cpu();
1804 }
1805
1806 /*
1807  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1808  *
1809  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1810  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1811  * on the runqueue and wakes it.
1812  */
1813 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1814 {
1815         unsigned long flags;
1816         struct rq *rq;
1817
1818         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1819 #ifdef CONFIG_SMP
1820         /*
1821          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1822          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1823          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1824          */
1825         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1826 #endif
1827
1828         rq = __task_rq_lock(p);
1829         activate_task(rq, p, 0);
1830         p->on_rq = 1;
1831         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1832         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1833 #ifdef CONFIG_SMP
1834         if (p->sched_class->task_woken)
1835                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1836 #endif
1837         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1838 }
1839
1840 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1841
1842 /**
1843  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1844  * @notifier: notifier struct to register
1845  */
1846 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1847 {
1848         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1849 }
1850 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1851
1852 /**
1853  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1854  * @notifier: notifier struct to unregister
1855  *
1856  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1857  */
1858 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1859 {
1860         hlist_del(&notifier->link);
1861 }
1862 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1863
1864 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1865 {
1866         struct preempt_notifier *notifier;
1867         struct hlist_node *node;
1868
1869         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1870                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1871 }
1872
1873 static void
1874 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1875                                  struct task_struct *next)
1876 {
1877         struct preempt_notifier *notifier;
1878         struct hlist_node *node;
1879
1880         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1881                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1882 }
1883
1884 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1885
1886 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1887 {
1888 }
1889
1890 static void
1891 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1892                                  struct task_struct *next)
1893 {
1894 }
1895
1896 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1897
1898 /**
1899  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1900  * @rq: the runqueue preparing to switch
1901  * @prev: the current task that is being switched out
1902  * @next: the task we are going to switch to.
1903  *
1904  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1905  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1906  * switch.
1907  *
1908  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1909  * hooks.
1910  */
1911 static inline void
1912 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1913                     struct task_struct *next)
1914 {
1915         sched_info_switch(prev, next);
1916         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1917         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1918         prepare_lock_switch(rq, next);
1919         prepare_arch_switch(next);
1920         trace_sched_switch(prev, next);
1921 }
1922
1923 /**
1924  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1925  * @rq: runqueue associated with task-switch
1926  * @prev: the thread we just switched away from.
1927  *
1928  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1929  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1930  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1931  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1932  *
1933  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1934  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1935  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1936  * details.)
1937  */
1938 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1939         __releases(rq->lock)
1940 {
1941         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1942         long prev_state;
1943
1944         rq->prev_mm = NULL;
1945
1946         /*
1947          * A task struct has one reference for the use as "current".
1948          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1949          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1950          * the scheduled task must drop that reference.
1951          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1952          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1953          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1954          * be dropped twice.
1955          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1956          */
1957         prev_state = prev->state;
1958         finish_arch_switch(prev);
1959 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1960         local_irq_disable();
1961 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1962         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1963 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1964         local_irq_enable();
1965 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1966         finish_lock_switch(rq, prev);
1967         finish_arch_post_lock_switch();
1968
1969         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1970         if (mm)
1971                 mmdrop(mm);
1972         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1973                 /*
1974                  * Remove function-return probe instances associated with this
1975                  * task and put them back on the free list.
1976                  */
1977                 kprobe_flush_task(prev);
1978                 put_task_struct(prev);
1979         }
1980 }
1981
1982 #ifdef CONFIG_SMP
1983
1984 /* assumes rq->lock is held */
1985 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1986 {
1987         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1988                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1989 }
1990
1991 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1992 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1993 {
1994         if (rq->post_schedule) {
1995                 unsigned long flags;
1996
1997                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1998                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1999                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2001
2002                 rq->post_schedule = 0;
2003         }
2004 }
2005
2006 #else
2007
2008 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2009 {
2010 }
2011
2012 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2013 {
2014 }
2015
2016 #endif
2017
2018 /**
2019  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2020  * @prev: the thread we just switched away from.
2021  */
2022 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2023         __releases(rq->lock)
2024 {
2025         struct rq *rq = this_rq();
2026
2027         finish_task_switch(rq, prev);
2028
2029         /*
2030          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2031          * task_switch?
2032          */
2033         post_schedule(rq);
2034
2035 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2036         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2037         preempt_enable();
2038 #endif
2039         if (current->set_child_tid)
2040                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2041 }
2042
2043 /*
2044  * context_switch - switch to the new MM and the new
2045  * thread's register state.
2046  */
2047 static inline void
2048 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2049                struct task_struct *next)
2050 {
2051         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2052
2053         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2054
2055         mm = next->mm;
2056         oldmm = prev->active_mm;
2057         /*
2058          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2059          * combine the page table reload and the switch backend into
2060          * one hypercall.
2061          */
2062         arch_start_context_switch(prev);
2063
2064         if (!mm) {
2065                 next->active_mm = oldmm;
2066                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2067                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2068         } else
2069                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2070
2071         if (!prev->mm) {
2072                 prev->active_mm = NULL;
2073                 rq->prev_mm = oldmm;
2074         }
2075         /*
2076          * Since the runqueue lock will be released by the next
2077          * task (which is an invalid locking op but in the case
2078          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2079          * do an early lockdep release here:
2080          */
2081 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2082         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2083 #endif
2084
2085         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2086         switch_to(prev, next, prev);
2087
2088         barrier();
2089         /*
2090          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2091          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2092          * frame will be invalid.
2093          */
2094         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2095 }
2096
2097 /*
2098  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2099  *
2100  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2101  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2102  * number of context switches performed since bootup.
2103  */
2104 unsigned long nr_running(void)
2105 {
2106         unsigned long i, sum = 0;
2107
2108         for_each_online_cpu(i)
2109                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2110
2111         return sum;
2112 }
2113
2114 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2115 {
2116         unsigned long i, sum = 0;
2117
2118         for_each_possible_cpu(i)
2119                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2120
2121         /*
2122          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2123          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2124          */
2125         if (unlikely((long)sum < 0))
2126                 sum = 0;
2127
2128         return sum;
2129 }
2130
2131 unsigned long long nr_context_switches(void)
2132 {
2133         int i;
2134         unsigned long long sum = 0;
2135
2136         for_each_possible_cpu(i)
2137                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2138
2139         return sum;
2140 }
2141
2142 unsigned long nr_iowait(void)
2143 {
2144         unsigned long i, sum = 0;
2145
2146         for_each_possible_cpu(i)
2147                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2148
2149         return sum;
2150 }
2151
2152 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2153 {
2154         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2155         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2156 }
2157
2158 unsigned long this_cpu_load(void)
2159 {
2160         struct rq *this = this_rq();
2161         return this->cpu_load[0];
2162 }
2163
2164
2165 /* Variables and functions for calc_load */
2166 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2167 static unsigned long calc_load_update;
2168 unsigned long avenrun[3];
2169 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2170
2171 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2172 {
2173         long nr_active, delta = 0;
2174
2175         nr_active = this_rq->nr_running;
2176         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2177
2178         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2179                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2180                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2181         }
2182
2183         return delta;
2184 }
2185
2186 static unsigned long
2187 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2188 {
2189         load *= exp;
2190         load += active * (FIXED_1 - exp);
2191         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2192         return load >> FSHIFT;
2193 }
2194
2195 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2196 /*
2197  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
2198  *
2199  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2200  */
2201 static atomic_long_t calc_load_tasks_idle;
2202
2203 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2204 {
2205         long delta;
2206
2207         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2208         if (delta)
2209                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks_idle);
2210 }
2211
2212 static long calc_load_fold_idle(void)
2213 {
2214         long delta = 0;
2215
2216         /*
2217          * Its got a race, we don't care...
2218          */
2219         if (atomic_long_read(&calc_load_tasks_idle))
2220                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_tasks_idle, 0);
2221
2222         return delta;
2223 }
2224
2225 /**
2226  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2227  *
2228  * @x:         base of the power
2229  * @frac_bits: fractional bits of @x
2230  * @n:         power to raise @x to.
2231  *
2232  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2233  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2234  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2235  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2236  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2237  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2238  * vector.
2239  */
2240 static unsigned long
2241 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2242 {
2243         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2244
2245         if (n) for (;;) {
2246                 if (n & 1) {
2247                         result *= x;
2248                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2249                         result >>= frac_bits;
2250                 }
2251                 n >>= 1;
2252                 if (!n)
2253                         break;
2254                 x *= x;
2255                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2256                 x >>= frac_bits;
2257         }
2258
2259         return result;
2260 }
2261
2262 /*
2263  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2264  *
2265  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2266  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2267  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2268  *
2269  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2270  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2271  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2272  *
2273  *  ...
2274  *
2275  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2276  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2277  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2278  *
2279  * [1] application of the geometric series:
2280  *
2281  *              n         1 - x^(n+1)
2282  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2283  *             i=0          1 - x
2284  */
2285 static unsigned long
2286 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2287             unsigned long active, unsigned int n)
2288 {
2289
2290         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2295  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2296  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2297  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2298  *
2299  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2300  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2301  */
2302 static void calc_global_nohz(void)
2303 {
2304         long delta, active, n;
2305
2306         /*
2307          * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
2308          * any pending idle changes, the respective CPUs might have
2309          * missed the tick driven calc_load_account_active() update
2310          * due to NO_HZ.
2311          */
2312         delta = calc_load_fold_idle();
2313         if (delta)
2314                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2315
2316         /*
2317          * It could be the one fold was all it took, we done!
2318          */
2319         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2320                 return;
2321
2322         /*
2323          * Catch-up, fold however many we are behind still
2324          */
2325         delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2326         n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2327
2328         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2329         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2330
2331         avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2332         avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2333         avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2334
2335         calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2336 }
2337 #else
2338 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
2339 {
2340 }
2341
2342 static inline long calc_load_fold_idle(void)
2343 {
2344         return 0;
2345 }
2346
2347 static void calc_global_nohz(void)
2348 {
2349 }
2350 #endif
2351
2352 /**
2353  * get_avenrun - get the load average array
2354  * @loads:      pointer to dest load array
2355  * @offset:     offset to add
2356  * @shift:      shift count to shift the result left
2357  *
2358  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2359  */
2360 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2361 {
2362         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2363         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2364         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2369  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2370  */
2371 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2372 {
2373         long active;
2374
2375         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2376                 return;
2377
2378         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2379         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2380
2381         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2382         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2383         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2384
2385         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2386
2387         /*
2388          * Account one period with whatever state we found before
2389          * folding in the nohz state and ageing the entire idle period.
2390          *
2391          * This avoids loosing a sample when we go idle between 
2392          * calc_load_account_active() (10 ticks ago) and now and thus
2393          * under-accounting.
2394          */
2395         calc_global_nohz();
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2400  * active count.
2401  */
2402 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2403 {
2404         long delta;
2405
2406         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2407                 return;
2408
2409         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2410         delta += calc_load_fold_idle();
2411         if (delta)
2412                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2413
2414         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2419  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2420  *
2421  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2422  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2423  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2424  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2425  *
2426  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2427  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2428  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2429  *
2430  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2431  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2432  * particular idx is approximated to be zero.
2433  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2434  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2435  * based on 128 point scale.
2436  * Example:
2437  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2438  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2439  *
2440  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2441  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2442  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2443  */
2444 #define DEGRADE_SHIFT           7
2445 static const unsigned char
2446                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2447 static const unsigned char
2448                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2449                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2450                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2451                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2452                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2453                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2454
2455 /*
2456  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2457  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2458  * adding any new load.
2459  */
2460 static unsigned long
2461 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2462 {
2463         int j = 0;
2464
2465         if (!missed_updates)
2466                 return load;
2467
2468         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2469                 return 0;
2470
2471         if (idx == 1)
2472                 return load >> missed_updates;
2473
2474         while (missed_updates) {
2475                 if (missed_updates % 2)
2476                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2477
2478                 missed_updates >>= 1;
2479                 j++;
2480         }
2481         return load;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2486  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2487  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2488  */
2489 void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2490 {
2491         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2492         unsigned long curr_jiffies = jiffies;
2493         unsigned long pending_updates;
2494         int i, scale;
2495
2496         this_rq->nr_load_updates++;
2497
2498         /* Avoid repeated calls on same jiffy, when moving in and out of idle */
2499         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2500                 return;
2501
2502         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2503         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2504
2505         /* Update our load: */
2506         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2507         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2508                 unsigned long old_load, new_load;
2509
2510                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2511
2512                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2513                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2514                 new_load = this_load;
2515                 /*
2516                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2517                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2518                  * example.
2519                  */
2520                 if (new_load > old_load)
2521                         new_load += scale - 1;
2522
2523                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2524         }
2525
2526         sched_avg_update(this_rq);
2527 }
2528
2529 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2530 {
2531         update_cpu_load(this_rq);
2532
2533         calc_load_account_active(this_rq);
2534 }
2535
2536 #ifdef CONFIG_SMP
2537
2538 /*
2539  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2540  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2541  */
2542 void sched_exec(void)
2543 {
2544         struct task_struct *p = current;
2545         unsigned long flags;
2546         int dest_cpu;
2547
2548         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2549         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2550         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2551                 goto unlock;
2552
2553         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2554                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2555
2556                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2557                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2558                 return;
2559         }
2560 unlock:
2561         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2562 }
2563
2564 #endif
2565
2566 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2567 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2568
2569 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2570 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2571
2572 /*
2573  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2574  * @p in case that task is currently running.
2575  *
2576  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2577  */
2578 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2579 {
2580         u64 ns = 0;
2581
2582         if (task_current(rq, p)) {
2583                 update_rq_clock(rq);
2584                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2585                 if ((s64)ns < 0)
2586                         ns = 0;
2587         }
2588
2589         return ns;
2590 }
2591
2592 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2593 {
2594         unsigned long flags;
2595         struct rq *rq;
2596         u64 ns = 0;
2597
2598         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2599         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2600         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2601
2602         return ns;
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Return accounted runtime for the task.
2607  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2608  * pending runtime that have not been accounted yet.
2609  */
2610 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2611 {
2612         unsigned long flags;
2613         struct rq *rq;
2614         u64 ns = 0;
2615
2616         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2617         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2618         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2619
2620         return ns;
2621 }
2622
2623 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2624 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
2625 struct cpuacct root_cpuacct;
2626 #endif
2627
2628 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p, int index,
2629                                             u64 tmp)
2630 {
2631 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2632         struct kernel_cpustat *kcpustat;
2633         struct cpuacct *ca;
2634 #endif
2635         /*
2636          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
2637          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
2638          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
2639          *
2640          */
2641         __get_cpu_var(kernel_cpustat).cpustat[index] += tmp;
2642
2643 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2644         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
2645                 return;
2646
2647         rcu_read_lock();
2648         ca = task_ca(p);
2649         while (ca && (ca != &root_cpuacct)) {
2650                 kcpustat = this_cpu_ptr(ca->cpustat);
2651                 kcpustat->cpustat[index] += tmp;
2652                 ca = parent_ca(ca);
2653         }
2654         rcu_read_unlock();
2655 #endif
2656 }
2657
2658
2659 #if !defined(CONFIG_XEN) || defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING)
2660 # define cputime_to_u64(t) ((__force u64)(t))
2661 #else
2662 # include <linux/syscore_ops.h>
2663 # define NS_PER_TICK (1000000000 / HZ)
2664
2665 static DEFINE_PER_CPU(u64, steal_snapshot);
2666 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, steal_residual);
2667
2668 static u64 cputime_to_u64(cputime_t t)
2669 {
2670         u64 s = this_vcpu_read(runstate.time[RUNSTATE_runnable]);
2671         unsigned long adj = div_u64_rem(s - __this_cpu_read(steal_snapshot)
2672                                           + __this_cpu_read(steal_residual),
2673                                         NS_PER_TICK,
2674                                         &__get_cpu_var(steal_residual));
2675
2676         __this_cpu_write(steal_snapshot, s);
2677         if (t < jiffies_to_cputime(adj))
2678                 return 0;
2679
2680         return (__force u64)(t - jiffies_to_cputime(adj));
2681 }
2682
2683 static void steal_resume(void)
2684 {
2685         cputime_to_u64(((cputime_t)1 << (BITS_PER_LONG * sizeof(cputime_t)
2686                                          / sizeof(long) - 1)) - 1);
2687 }
2688
2689 static struct syscore_ops steal_syscore_ops = {
2690         .resume = steal_resume,
2691 };
2692
2693 static int __init steal_register(void)
2694 {
2695         register_syscore_ops(&steal_syscore_ops);
2696         return 0;
2697 }
2698 core_initcall(steal_register);
2699 #endif
2700
2701 /*
2702  * Account user cpu time to a process.
2703  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2704  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
2705  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2706  */
2707 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2708                        cputime_t cputime_scaled)
2709 {
2710         int index;
2711
2712         /* Add user time to process. */
2713         p->utime += cputime;
2714         p->utimescaled += cputime_scaled;
2715         account_group_user_time(p, cputime);
2716
2717         index = (TASK_NICE(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
2718
2719         /* Add user time to cpustat. */
2720         task_group_account_field(p, index, cputime_to_u64(cputime));
2721
2722         /* Account for user time used */
2723         acct_update_integrals(p);
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Account guest cpu time to a process.
2728  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2729  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
2730  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2731  */
2732 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2733                                cputime_t cputime_scaled)
2734 {
2735         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2736
2737         /* Add guest time to process. */
2738         p->utime += cputime;
2739         p->utimescaled += cputime_scaled;
2740         account_group_user_time(p, cputime);
2741         p->gtime += cputime;
2742
2743         /* Add guest time to cpustat. */
2744         if (TASK_NICE(p) > 0) {
2745                 cpustat[CPUTIME_NICE] += (__force u64) cputime;
2746                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += (__force u64) cputime;
2747         } else {
2748                 cpustat[CPUTIME_USER] += (__force u64) cputime;
2749                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += (__force u64) cputime;
2750         }
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
2755  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2756  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2757  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2758  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
2759  */
2760 static inline
2761 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2762                         cputime_t cputime_scaled, int index)
2763 {
2764         /* Add system time to process. */
2765         p->stime += cputime;
2766         p->stimescaled += cputime_scaled;
2767         account_group_system_time(p, cputime);
2768
2769         /* Add system time to cpustat. */
2770         task_group_account_field(p, index, cputime_to_u64(cputime));
2771
2772         /* Account for system time used */
2773         acct_update_integrals(p);
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Account system cpu time to a process.
2778  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2779  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
2780  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2781  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2782  */
2783 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
2784                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
2785 {
2786         int index;
2787
2788         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
2789                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
2790                 return;
2791         }
2792
2793         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
2794                 index = CPUTIME_IRQ;
2795         else if (in_serving_softirq())
2796                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
2797         else
2798                 index = CPUTIME_SYSTEM;
2799
2800         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, index);
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Account for involuntary wait time.
2805  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
2806  */
2807 void account_steal_time(cputime_t cputime)
2808 {
2809         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2810
2811         cpustat[CPUTIME_STEAL] += (__force u64) cputime;
2812 }
2813
2814 /*
2815  * Account for idle time.
2816  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2817  */
2818 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2819 {
2820         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2821         struct rq *rq = this_rq();
2822
2823         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2824                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += cputime_to_u64(cputime);
2825         else
2826                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += cputime_to_u64(cputime);
2827 }
2828
2829 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
2830 {
2831 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2832         if (static_key_false(&paravirt_steal_enabled)) {
2833                 u64 steal, st = 0;
2834
2835                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
2836                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
2837
2838                 st = steal_ticks(steal);
2839                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
2840
2841                 account_steal_time(st);
2842                 return st;
2843         }
2844 #endif
2845         return false;
2846 }
2847
2848 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2849
2850 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2851 /*
2852  * Account a tick to a process and cpustat
2853  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2854  * @user_tick: is the tick from userspace
2855  * @rq: the pointer to rq
2856  *
2857  * Tick demultiplexing follows the order
2858  * - pending hardirq update
2859  * - pending softirq update
2860  * - user_time
2861  * - idle_time
2862  * - system time
2863  *   - check for guest_time
2864  *   - else account as system_time
2865  *
2866  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
2867  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
2868  * opportunity to update it solely in system time.
2869  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
2870  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
2871  */
2872 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2873                                                 struct rq *rq)
2874 {
2875         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2876         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2877
2878         if (steal_account_process_tick())
2879                 return;
2880
2881         if (irqtime_account_hi_update()) {
2882                 cpustat[CPUTIME_IRQ] += cputime_to_u64(cputime_one_jiffy);
2883         } else if (irqtime_account_si_update()) {
2884                 cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ] += cputime_to_u64(cputime_one_jiffy);
2885         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
2886                 /*
2887                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
2888                  * So, we have to handle it separately here.
2889                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
2890                  */
2891                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2892                                         CPUTIME_SOFTIRQ);
2893         } else if (user_tick) {
2894                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2895         } else if (p == rq->idle) {
2896                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2897         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
2898                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2899         } else {
2900                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
2901                                         CPUTIME_SYSTEM);
2902         }
2903 }
2904
2905 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
2906 {
2907         int i;
2908         struct rq *rq = this_rq();
2909
2910         for (i = 0; i < ticks; i++)
2911                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
2912 }
2913 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2914 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
2915 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
2916                                                 struct rq *rq) {}
2917 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2918
2919 /*
2920  * Account a single tick of cpu time.
2921  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2922  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
2923  */
2924 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
2925 {
2926         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
2927         struct rq *rq = this_rq();
2928
2929         if (sched_clock_irqtime) {
2930                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
2931                 return;
2932         }
2933
2934         if (steal_account_process_tick())
2935                 return;
2936
2937         if (user_tick)
2938                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
2939         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
2940                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
2941                                     one_jiffy_scaled);
2942         else
2943                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Account multiple ticks of steal time.
2948  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
2949  * @ticks: number of stolen ticks
2950  */
2951 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
2952 {
2953         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Account multiple ticks of idle time.
2958  * @ticks: number of stolen ticks
2959  */
2960 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
2961 {
2962
2963         if (sched_clock_irqtime) {
2964                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
2965                 return;
2966         }
2967
2968         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
2969 }
2970
2971 #endif
2972
2973 /*
2974  * Use precise platform statistics if available:
2975  */
2976 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2977 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2978 {
2979         *ut = p->utime;
2980         *st = p->stime;
2981 }
2982
2983 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2984 {
2985         struct task_cputime cputime;
2986
2987         thread_group_cputime(p, &cputime);
2988
2989         *ut = cputime.utime;
2990         *st = cputime.stime;
2991 }
2992 #else
2993
2994 #ifndef nsecs_to_cputime
2995 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
2996 #endif
2997
2998 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
2999 {
3000         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = utime + p->stime;
3001
3002         /*
3003          * Use CFS's precise accounting:
3004          */
3005         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
3006
3007         if (total) {
3008                 u64 temp = (__force u64) rtime;
3009
3010                 temp *= (__force u64) utime;
3011                 do_div(temp, (__force u32) total);
3012                 utime = (__force cputime_t) temp;
3013         } else
3014                 utime = rtime;
3015
3016         /*
3017          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
3018          */
3019         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
3020         p->prev_stime = max(p->prev_stime, rtime - p->prev_utime);
3021
3022         *ut = p->prev_utime;
3023         *st = p->prev_stime;
3024 }
3025
3026 /*
3027  * Must be called with siglock held.
3028  */
3029 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
3030 {
3031         struct signal_struct *sig = p->signal;
3032         struct task_cputime cputime;
3033         cputime_t rtime, utime, total;
3034
3035         thread_group_cputime(p, &cputime);
3036
3037         total = cputime.utime + cputime.stime;
3038         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
3039
3040         if (total) {
3041                 u64 temp = (__force u64) rtime;
3042
3043                 temp *= (__force u64) cputime.utime;
3044                 do_div(temp, (__force u32) total);
3045                 utime = (__force cputime_t) temp;
3046         } else
3047                 utime = rtime;
3048
3049         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
3050         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime, rtime - sig->prev_utime);
3051
3052         *ut = sig->prev_utime;
3053         *st = sig->prev_stime;
3054 }
3055 #endif
3056
3057 /*
3058  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3059  * We call it with interrupts disabled.
3060  */
3061 void scheduler_tick(void)
3062 {
3063         int cpu = smp_processor_id();
3064         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3065         struct task_struct *curr = rq->curr;
3066
3067         sched_clock_tick();
3068
3069         raw_spin_lock(&rq->lock);
3070         update_rq_clock(rq);
3071         update_cpu_load_active(rq);
3072         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3073         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3074
3075         perf_event_task_tick();
3076
3077 #ifdef CONFIG_SMP
3078         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3079         trigger_load_balance(rq, cpu);
3080 #endif
3081 }
3082
3083 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
3084 {
3085         if (in_lock_functions(addr)) {
3086                 addr = CALLER_ADDR2;
3087                 if (in_lock_functions(addr))
3088                         addr = CALLER_ADDR3;
3089         }
3090         return addr;
3091 }
3092
3093 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3094                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3095
3096 void __kprobes add_preempt_count(int val)
3097 {
3098 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3099         /*
3100          * Underflow?
3101          */
3102         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3103                 return;
3104 #endif
3105         preempt_count() += val;
3106 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3107         /*
3108          * Spinlock count overflowing soon?
3109          */
3110         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3111                                 PREEMPT_MASK - 10);
3112 #endif
3113         if (preempt_count() == val)
3114                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3115 }
3116 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3117
3118 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
3119 {
3120 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3121         /*
3122          * Underflow?
3123          */
3124         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3125                 return;
3126         /*
3127          * Is the spinlock portion underflowing?
3128          */
3129         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3130                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3131                 return;
3132 #endif
3133
3134         if (preempt_count() == val)
3135                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3136         preempt_count() -= val;
3137 }
3138 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3139
3140 #endif
3141
3142 /*
3143  * Print scheduling while atomic bug:
3144  */
3145 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3146 {
3147         if (oops_in_progress)
3148                 return;
3149
3150         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3151                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3152
3153         debug_show_held_locks(prev);
3154         print_modules();
3155         if (irqs_disabled())
3156                 print_irqtrace_events(prev);
3157         dump_stack();
3158 }
3159
3160 /*
3161  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3162  */
3163 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3164 {
3165         /*
3166          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3167          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3168          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3169          */
3170         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
3171                 __schedule_bug(prev);
3172         rcu_sleep_check();
3173
3174         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3175
3176         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3177 }
3178
3179 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3180 {
3181         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
3182                 update_rq_clock(rq);
3183         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Pick up the highest-prio task:
3188  */
3189 static inline struct task_struct *
3190 pick_next_task(struct rq *rq)
3191 {
3192         const struct sched_class *class;
3193         struct task_struct *p;
3194
3195         /*
3196          * Optimization: we know that if all tasks are in
3197          * the fair class we can call that function directly:
3198          */
3199         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3200                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3201                 if (likely(p))
3202                         return p;
3203         }
3204
3205         for_each_class(class) {
3206                 p = class->pick_next_task(rq);
3207                 if (p)
3208                         return p;
3209         }
3210
3211         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3212 }
3213
3214 /*
3215  * __schedule() is the main scheduler function.
3216  */
3217 static void __sched __schedule(void)
3218 {
3219         struct task_struct *prev, *next;
3220         unsigned long *switch_count;
3221         struct rq *rq;
3222         int cpu;
3223
3224 need_resched:
3225         preempt_disable();
3226         cpu = smp_processor_id();
3227         rq = cpu_rq(cpu);
3228         rcu_note_context_switch(cpu);
3229         prev = rq->curr;
3230
3231         schedule_debug(prev);
3232
3233         if (sched_feat(HRTICK))
3234                 hrtick_clear(rq);
3235
3236         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3237
3238         switch_count = &prev->nivcsw;
3239         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3240                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3241                         prev->state = TASK_RUNNING;
3242                 } else {
3243                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3244                         prev->on_rq = 0;
3245
3246                         /*
3247                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3248                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3249                          * concurrency.
3250                          */
3251                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3252                                 struct task_struct *to_wakeup;
3253
3254                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3255                                 if (to_wakeup)
3256                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3257                         }
3258                 }
3259                 switch_count = &prev->nvcsw;
3260         }
3261
3262         pre_schedule(rq, prev);
3263
3264         if (unlikely(!rq->nr_running))
3265                 idle_balance(cpu, rq);
3266
3267         put_prev_task(rq, prev);
3268         next = pick_next_task(rq);
3269         clear_tsk_need_resched(prev);
3270         rq->skip_clock_update = 0;
3271
3272         if (likely(prev != next)) {
3273                 rq->nr_switches++;
3274                 rq->curr = next;
3275                 ++*switch_count;
3276
3277                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3278                 /*
3279                  * The context switch have flipped the stack from under us
3280                  * and restored the local variables which were saved when
3281                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3282                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3283                  */
3284                 cpu = smp_processor_id();
3285                 rq = cpu_rq(cpu);
3286         } else
3287                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3288
3289         post_schedule(rq);
3290
3291         sched_preempt_enable_no_resched();
3292         if (need_resched())
3293                 goto need_resched;
3294 }
3295
3296 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3297 {
3298         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3299                 return;
3300         /*
3301          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3302          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3303          */
3304         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3305                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3306 }
3307
3308 asmlinkage void __sched schedule(void)
3309 {
3310         struct task_struct *tsk = current;
3311
3312         sched_submit_work(tsk);
3313         __schedule();
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3316
3317 /**
3318  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3319  *
3320  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3321  */
3322 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3323 {
3324         sched_preempt_enable_no_resched();
3325         schedule();
3326         preempt_disable();
3327 }
3328
3329 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3330 #include <asm/mutex.h>
3331
3332 #ifndef arch_cpu_is_running
3333 #define arch_cpu_is_running(cpu) true
3334 #endif
3335
3336 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3337 {
3338         if (lock->owner != owner)
3339                 return false;
3340
3341         /*
3342          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3343          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3344          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3345          * ensures the memory stays valid.
3346          */
3347         barrier();
3348
3349         return owner->on_cpu
3350                && arch_cpu_is_running(task_thread_info(owner)->cpu);
3351 }
3352
3353 /*
3354  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3355  * access and not reliable.
3356  */
3357 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3358 {
3359         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3360                 return 0;
3361
3362         rcu_read_lock();
3363         while (owner_running(lock, owner)) {
3364                 if (need_resched())
3365                         break;
3366
3367                 arch_mutex_cpu_relax();
3368         }
3369         rcu_read_unlock();
3370
3371         /*
3372          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3373          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3374          * success only when lock->owner is NULL.
3375          */
3376         return lock->owner == NULL;
3377 }
3378 #endif
3379
3380 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3381 /*
3382  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3383  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3384  * occur there and call schedule directly.
3385  */
3386 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3387 {
3388         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3389
3390         /*
3391          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3392          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3393          */
3394         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3395                 return;
3396
3397         do {
3398                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3399                 __schedule();
3400                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3401
3402                 /*
3403                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3404                  * between schedule and now.
3405                  */
3406                 barrier();
3407         } while (need_resched());
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3410
3411 /*
3412  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3413  * off of irq context.
3414  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3415  * protect us against recursive calling from irq.
3416  */
3417 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3418 {
3419         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3420
3421         /* Catch callers which need to be fixed */
3422         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3423
3424         do {
3425                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3426                 local_irq_enable();
3427                 __schedule();
3428                 local_irq_disable();
3429                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3430
3431                 /*
3432                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3433                  * between schedule and now.
3434                  */
3435                 barrier();
3436         } while (need_resched());
3437 }
3438
3439 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3440
3441 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3442                           void *key)
3443 {
3444         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3445 }
3446 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3447
3448 /*
3449  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3450  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3451  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3452  *
3453  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3454  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3455  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3456  */
3457 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3458                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3459 {
3460         wait_queue_t *curr, *next;
3461
3462         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3463                 unsigned flags = curr->flags;
3464
3465                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3466                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3467                         break;
3468         }
3469 }
3470
3471 /**
3472  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3473  * @q: the waitqueue
3474  * @mode: which threads
3475  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3476  * @key: is directly passed to the wakeup function
3477  *
3478  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3479  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3480  */
3481 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3482                         int nr_exclusive, void *key)
3483 {
3484         unsigned long flags;
3485
3486         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3487         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3488         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3491
3492 /*
3493  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3494  */
3495 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3496 {
3497         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3500
3501 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3502 {
3503         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3506
3507 /**
3508  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3509  * @q: the waitqueue
3510  * @mode: which threads
3511  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3512  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3513  *
3514  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3515  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3516  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3517  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3518  *
3519  * On UP it can prevent extra preemption.
3520  *
3521  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3522  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3523  */
3524 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3525                         int nr_exclusive, void *key)
3526 {
3527         unsigned long flags;
3528         int wake_flags = WF_SYNC;
3529
3530         if (unlikely(!q))
3531                 return;
3532
3533         if (unlikely(!nr_exclusive))
3534                 wake_flags = 0;
3535
3536         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3537         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3538         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3541
3542 /*
3543  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3544  */
3545 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3546 {
3547         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3548 }
3549 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3550
3551 /**
3552  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3553  * @x:  holds the state of this particular completion
3554  *
3555  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3556  * awakened in the same order in which they were queued.
3557  *
3558  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3559  *
3560  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3561  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3562  */
3563 void complete(struct completion *x)
3564 {
3565         unsigned long flags;
3566
3567         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3568         x->done++;
3569         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3570         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(complete);
3573
3574 /**
3575  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3576  * @x:  holds the state of this particular completion
3577  *
3578  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3579  *
3580  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3581  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3582  */
3583 void complete_all(struct completion *x)
3584 {
3585         unsigned long flags;
3586
3587         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3588         x->done += UINT_MAX/2;
3589         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3590         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3591 }
3592 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3593
3594 static inline long __sched
3595 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3596 {
3597         if (!x->done) {
3598                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3599
3600                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3601                 do {
3602                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3603                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3604                                 break;
3605                         }
3606                         __set_current_state(state);
3607                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3608                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3609                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3610                 } while (!x->done && timeout);
3611                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3612                 if (!x->done)
3613                         return timeout;
3614         }
3615         x->done--;
3616         return timeout ?: 1;
3617 }
3618
3619 static long __sched
3620 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3621 {
3622         might_sleep();
3623
3624         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3625         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3626         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3627         return timeout;
3628 }
3629
3630 /**
3631  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3632  * @x:  holds the state of this particular completion
3633  *
3634  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3635  * interruptible and there is no timeout.
3636  *
3637  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3638  * and interrupt capability. Also see complete().
3639  */
3640 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3641 {
3642         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3645
3646 /**
3647  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3648  * @x:  holds the state of this particular completion
3649  * @timeout:  timeout value in jiffies
3650  *
3651  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3652  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3653  * interruptible.
3654  *
3655  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3656  * jiffies left till timeout) if completed.
3657  */
3658 unsigned long __sched
3659 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3660 {
3661         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3662 }
3663 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3664
3665 /**
3666  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3667  * @x:  holds the state of this particular completion
3668  *
3669  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3670  * interruptible.
3671  *
3672  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3673  */
3674 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3675 {
3676         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3677         if (t == -ERESTARTSYS)
3678                 return t;
3679         return 0;
3680 }
3681 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3682
3683 /**
3684  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3685  * @x:  holds the state of this particular completion
3686  * @timeout:  timeout value in jiffies
3687  *
3688  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3689  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3690  *
3691  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3692  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3693  */
3694 long __sched
3695 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3696                                           unsigned long timeout)
3697 {
3698         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3701
3702 /**
3703  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3704  * @x:  holds the state of this particular completion
3705  *
3706  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3707  * interrupted by a kill signal.
3708  *
3709  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3710  */
3711 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3712 {
3713         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3714         if (t == -ERESTARTSYS)
3715                 return t;
3716         return 0;
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3719
3720 /**
3721  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3722  * @x:  holds the state of this particular completion
3723  * @timeout:  timeout value in jiffies
3724  *
3725  * This waits for either a completion of a specific task to be
3726  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3727  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3728  *
3729  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3730  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3731  */
3732 long __sched
3733 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3734                                      unsigned long timeout)
3735 {
3736         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3737 }
3738 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3739
3740 /**
3741  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3742  *      @x:     completion structure
3743  *
3744  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3745  *               1 if a decrement succeeded.
3746  *
3747  *      If a completion is being used as a counting completion,
3748  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3749  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3750  *      is protecting is not available.
3751  */
3752 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3753 {
3754         unsigned long flags;
3755         int ret = 1;
3756
3757         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3758         if (!x->done)
3759                 ret = 0;
3760         else
3761                 x->done--;
3762         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3763         return ret;
3764 }
3765 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3766
3767 /**
3768  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3769  *      @x:     completion structure
3770  *
3771  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3772  *               1 if there are no waiters.
3773  *
3774  */
3775 bool completion_done(struct completion *x)
3776 {
3777         unsigned long flags;
3778         int ret = 1;
3779
3780         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3781         if (!x->done)
3782                 ret = 0;
3783         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3784         return ret;
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3787
3788 static long __sched
3789 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3790 {
3791         unsigned long flags;
3792         wait_queue_t wait;
3793
3794         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3795
3796         __set_current_state(state);
3797
3798         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3799         __add_wait_queue(q, &wait);
3800         spin_unlock(&q->lock);
3801         timeout = schedule_timeout(timeout);
3802         spin_lock_irq(&q->lock);
3803         __remove_wait_queue(q, &wait);
3804         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3805
3806         return timeout;
3807 }
3808
3809 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3810 {
3811         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3812 }
3813 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3814
3815 long __sched
3816 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3817 {
3818         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3819 }
3820 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3821
3822 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3823 {
3824         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3825 }
3826 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3827
3828 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3829 {
3830         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3833
3834 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3835
3836 /*
3837  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3838  * @p: task
3839  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3840  *
3841  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3842  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3843  *
3844  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3845  */
3846 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3847 {
3848         int oldprio, on_rq, running;
3849         struct rq *rq;
3850         const struct sched_class *prev_class;
3851
3852         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3853
3854         rq = __task_rq_lock(p);
3855
3856         /*
3857          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3858          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3859          *
3860          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3861          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3862          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3863          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3864          * with interrupts disabled and will complete the lock
3865          * protected section without being interrupted. So there is no
3866          * real need to boost.
3867          */
3868         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3869                 WARN_ON(p != rq->curr);
3870                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3871                 goto out_unlock;
3872         }
3873
3874         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3875         oldprio = p->prio;
3876         prev_class = p->sched_class;
3877         on_rq = p->on_rq;
3878         running = task_current(rq, p);
3879         if (on_rq)
3880                 dequeue_task(rq, p, 0);
3881         if (running)
3882                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3883
3884         if (rt_prio(prio))
3885                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3886         else
3887                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3888
3889         p->prio = prio;
3890
3891         if (running)
3892                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3893         if (on_rq)
3894                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3895
3896         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3897 out_unlock:
3898         __task_rq_unlock(rq);
3899 }
3900 #endif
3901 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3902 {
3903         int old_prio, delta, on_rq;
3904         unsigned long flags;
3905         struct rq *rq;
3906
3907         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3908                 return;
3909         /*
3910          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3911          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3912          */
3913         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3914         /*
3915          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3916          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3917          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3918          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3919          */
3920         if (task_has_rt_policy(p)) {
3921                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3922                 goto out_unlock;
3923         }
3924         on_rq = p->on_rq;
3925         if (on_rq)
3926                 dequeue_task(rq, p, 0);
3927
3928         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3929         set_load_weight(p);
3930         old_prio = p->prio;
3931         p->prio = effective_prio(p);
3932         delta = p->prio - old_prio;
3933
3934         if (on_rq) {
3935                 enqueue_task(rq, p, 0);
3936                 /*
3937                  * If the task increased its priority or is running and
3938                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3939                  */
3940                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3941                         resched_task(rq->curr);
3942         }
3943 out_unlock:
3944         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3945 }
3946 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3947
3948 /*
3949  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3950  * @p: task
3951  * @nice: nice value
3952  */
3953 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3954 {
3955         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3956         int nice_rlim = 20 - nice;
3957
3958         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3959                 capable(CAP_SYS_NICE));
3960 }
3961
3962 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3963
3964 /*
3965  * sys_nice - change the priority of the current process.
3966  * @increment: priority increment
3967  *
3968  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3969  * does similar things.
3970  */
3971 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3972 {
3973         long nice, retval;
3974
3975         /*
3976          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3977          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3978          * and we have a single winner.
3979          */
3980         if (increment < -40)
3981                 increment = -40;
3982         if (increment > 40)
3983                 increment = 40;
3984
3985         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3986         if (nice < -20)
3987                 nice = -20;
3988         if (nice > 19)
3989                 nice = 19;
3990
3991         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3992                 return -EPERM;
3993
3994         retval = security_task_setnice(current, nice);
3995         if (retval)
3996                 return retval;
3997
3998         set_user_nice(current, nice);
3999         return 0;
4000 }
4001
4002 #endif
4003
4004 /**
4005  * task_prio - return the priority value of a given task.
4006  * @p: the task in question.
4007  *
4008  * This is the priority value as seen by users in /proc.
4009  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4010  * around 0, value goes from -16 to +15.
4011  */
4012 int task_prio(const struct task_struct *p)
4013 {
4014         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4015 }
4016
4017 /**
4018  * task_nice - return the nice value of a given task.
4019  * @p: the task in question.
4020  */
4021 int task_nice(const struct task_struct *p)
4022 {
4023         return TASK_NICE(p);
4024 }
4025 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
4026
4027 /**
4028  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
4029  * @cpu: the processor in question.
4030  */
4031 int idle_cpu(int cpu)
4032 {
4033         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4034
4035         if (rq->curr != rq->idle)
4036                 return 0;
4037
4038         if (rq->nr_running)
4039                 return 0;
4040
4041 #ifdef CONFIG_SMP
4042         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4043                 return 0;
4044 #endif
4045
4046         return 1;
4047 }
4048
4049 /**
4050  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
4051  * @cpu: the processor in question.
4052  */
4053 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4054 {
4055         return cpu_rq(cpu)->idle;
4056 }
4057
4058 /**
4059  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4060  * @pid: the pid in question.
4061  */
4062 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4063 {
4064         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4065 }
4066
4067 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
4068 static void
4069 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
4070 {
4071         p->policy = policy;
4072         p->rt_priority = prio;
4073         p->normal_prio = normal_prio(p);
4074         /* we are holding p->pi_lock already */
4075         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
4076         if (rt_prio(p->prio))
4077                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4078         else
4079                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4080         set_load_weight(p);
4081 }
4082
4083 /*
4084  * check the target process has a UID that matches the current process's
4085  */
4086 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4087 {
4088         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4089         bool match;
4090
4091         rcu_read_lock();
4092         pcred = __task_cred(p);
4093         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
4094                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
4095                          cred->euid == pcred->uid);
4096         else
4097                 match = false;
4098         rcu_read_unlock();
4099         return match;
4100 }
4101
4102 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4103                                 const struct sched_param *param, bool user)
4104 {
4105         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
4106         unsigned long flags;
4107         const struct sched_class *prev_class;
4108         struct rq *rq;
4109         int reset_on_fork;
4110
4111         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4112         BUG_ON(in_interrupt());
4113 recheck:
4114         /* double check policy once rq lock held */
4115         if (policy < 0) {
4116                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4117                 policy = oldpolicy = p->policy;
4118         } else {
4119                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
4120                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4121
4122                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
4123                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
4124                                 policy != SCHED_IDLE)
4125                         return -EINVAL;
4126         }
4127
4128         /*
4129          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4130          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4131          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4132          */
4133         if (param->sched_priority < 0 ||
4134             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4135             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4136                 return -EINVAL;
4137         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
4138                 return -EINVAL;
4139
4140         /*
4141          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4142          */
4143         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4144                 if (rt_policy(policy)) {
4145                         unsigned long rlim_rtprio =
4146                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4147
4148                         /* can't set/change the rt policy */
4149                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4150                                 return -EPERM;
4151
4152                         /* can't increase priority */
4153                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
4154                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
4155                                 return -EPERM;
4156                 }
4157
4158                 /*
4159                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4160                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4161                  */
4162                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
4163                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
4164                                 return -EPERM;
4165                 }
4166
4167                 /* can't change other user's priorities */
4168                 if (!check_same_owner(p))
4169                         return -EPERM;
4170
4171                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4172                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4173                         return -EPERM;
4174         }
4175
4176         if (user) {
4177                 retval = security_task_setscheduler(p);
4178                 if (retval)
4179                         return retval;
4180         }
4181
4182         /*
4183          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4184          * changing the priority of the task:
4185          *
4186          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4187          * runqueue lock must be held.
4188          */
4189         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4190
4191         /*
4192          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4193          */
4194         if (p == rq->stop) {
4195                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4196                 return -EINVAL;
4197         }
4198
4199         /*
4200          * If not changing anything there's no need to proceed further:
4201          */
4202         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
4203                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
4204
4205                 __task_rq_unlock(rq);
4206                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4207                 return 0;
4208         }
4209
4210 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4211         if (user) {
4212                 /*
4213                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4214                  * assigned.
4215                  */
4216                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4217                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4218                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4219                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4220                         return -EPERM;
4221                 }
4222         }
4223 #endif
4224
4225         /* recheck policy now with rq lock held */
4226         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4227                 policy = oldpolicy = -1;
4228                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4229                 goto recheck;
4230         }
4231         on_rq = p->on_rq;
4232         running = task_current(rq, p);
4233         if (on_rq)
4234                 dequeue_task(rq, p, 0);
4235         if (running)
4236                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4237
4238         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4239
4240         oldprio = p->prio;
4241         prev_class = p->sched_class;
4242         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4243
4244         if (running)
4245                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4246         if (on_rq)
4247                 enqueue_task(rq, p, 0);
4248
4249         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4250         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4251
4252         rt_mutex_adjust_pi(p);
4253
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 /**
4258  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4259  * @p: the task in question.
4260  * @policy: new policy.
4261  * @param: structure containing the new RT priority.
4262  *
4263  * NOTE that the task may be already dead.
4264  */
4265 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4266                        const struct sched_param *param)
4267 {
4268         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4269 }
4270 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4271
4272 /**
4273  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4274  * @p: the task in question.
4275  * @policy: new policy.
4276  * @param: structure containing the new RT priority.
4277  *
4278  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4279  * current context has permission.  For example, this is needed in
4280  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4281  * but our caller might not have that capability.
4282  */
4283 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4284                                const struct sched_param *param)
4285 {
4286         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4287 }
4288
4289 static int
4290 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4291 {
4292         struct sched_param lparam;
4293         struct task_struct *p;
4294         int retval;
4295
4296         if (!param || pid < 0)
4297                 return -EINVAL;
4298         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4299                 return -EFAULT;
4300
4301         rcu_read_lock();
4302         retval = -ESRCH;
4303         p = find_process_by_pid(pid);
4304         if (p != NULL)
4305                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4306         rcu_read_unlock();
4307
4308         return retval;
4309 }
4310
4311 /**
4312  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4313  * @pid: the pid in question.
4314  * @policy: new policy.
4315  * @param: structure containing the new RT priority.
4316  */
4317 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4318                 struct sched_param __user *, param)
4319 {
4320         /* negative values for policy are not valid */
4321         if (policy < 0)
4322                 return -EINVAL;
4323
4324         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4325 }
4326
4327 /**
4328  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4329  * @pid: the pid in question.
4330  * @param: structure containing the new RT priority.
4331  */
4332 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4333 {
4334         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4335 }
4336
4337 /**
4338  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4339  * @pid: the pid in question.
4340  */
4341 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4342 {
4343         struct task_struct *p;
4344         int retval;
4345
4346         if (pid < 0)
4347                 return -EINVAL;
4348
4349         retval = -ESRCH;
4350         rcu_read_lock();
4351         p = find_process_by_pid(pid);
4352         if (p) {
4353                 retval = security_task_getscheduler(p);
4354                 if (!retval)
4355                         retval = p->policy
4356                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4357         }
4358         rcu_read_unlock();
4359         return retval;
4360 }
4361
4362 /**
4363  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4364  * @pid: the pid in question.
4365  * @param: structure containing the RT priority.
4366  */
4367 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4368 {
4369         struct sched_param lp;
4370         struct task_struct *p;
4371         int retval;
4372
4373         if (!param || pid < 0)
4374                 return -EINVAL;
4375
4376         rcu_read_lock();
4377         p = find_process_by_pid(pid);
4378         retval = -ESRCH;
4379         if (!p)
4380                 goto out_unlock;
4381
4382         retval = security_task_getscheduler(p);
4383         if (retval)
4384                 goto out_unlock;
4385
4386         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4387         rcu_read_unlock();
4388
4389         /*
4390          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4391          */
4392         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4393
4394         return retval;
4395
4396 out_unlock:
4397         rcu_read_unlock();
4398         return retval;
4399 }
4400
4401 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4402 {
4403         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4404         struct task_struct *p;
4405         int retval;
4406
4407         get_online_cpus();
4408         rcu_read_lock();
4409
4410         p = find_process_by_pid(pid);
4411         if (!p) {
4412                 rcu_read_unlock();
4413                 put_online_cpus();
4414                 return -ESRCH;
4415         }
4416
4417         /* Prevent p going away */
4418         get_task_struct(p);
4419         rcu_read_unlock();
4420
4421         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4422                 retval = -ENOMEM;
4423                 goto out_put_task;
4424         }
4425         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4426                 retval = -ENOMEM;
4427                 goto out_free_cpus_allowed;
4428         }
4429         retval = -EPERM;
4430         if (!check_same_owner(p) && !ns_capable(task_user_ns(p), CAP_SYS_NICE))
4431                 goto out_unlock;
4432
4433         retval = security_task_setscheduler(p);
4434         if (retval)
4435                 goto out_unlock;
4436
4437         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4438         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4439 again:
4440         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4441
4442         if (!retval) {
4443                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4444                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4445                         /*
4446                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4447                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4448                          * cpuset's cpus_allowed
4449                          */
4450                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4451                         goto again;
4452                 }
4453         }
4454 out_unlock:
4455         free_cpumask_var(new_mask);
4456 out_free_cpus_allowed:
4457         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4458 out_put_task:
4459         put_task_struct(p);
4460         put_online_cpus();
4461         return retval;
4462 }
4463
4464 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4465                              struct cpumask *new_mask)
4466 {
4467         if (len < cpumask_size())
4468                 cpumask_clear(new_mask);
4469         else if (len > cpumask_size())
4470                 len = cpumask_size();
4471
4472         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4473 }
4474
4475 /**
4476  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4477  * @pid: pid of the process
4478  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4479  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4480  */
4481 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4482                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4483 {
4484         cpumask_var_t new_mask;
4485         int retval;
4486
4487         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4488                 return -ENOMEM;
4489
4490         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4491         if (retval == 0)
4492                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4493         free_cpumask_var(new_mask);
4494         return retval;
4495 }
4496
4497 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4498 {
4499         struct task_struct *p;
4500         unsigned long flags;
4501         int retval;
4502
4503         get_online_cpus();
4504         rcu_read_lock();
4505
4506         retval = -ESRCH;
4507         p = find_process_by_pid(pid);
4508         if (!p)
4509                 goto out_unlock;
4510
4511         retval = security_task_getscheduler(p);
4512         if (retval)
4513                 goto out_unlock;
4514
4515         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4516         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4517         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4518
4519 out_unlock:
4520         rcu_read_unlock();
4521         put_online_cpus();
4522
4523         return retval;
4524 }
4525
4526 /**
4527  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4528  * @pid: pid of the process
4529  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4530  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4531  */
4532 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4533                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4534 {
4535         int ret;
4536         cpumask_var_t mask;
4537
4538         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4539                 return -EINVAL;
4540         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4541                 return -EINVAL;
4542
4543         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4544                 return -ENOMEM;
4545
4546         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4547         if (ret == 0) {
4548                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4549
4550                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4551                         ret = -EFAULT;
4552                 else
4553                         ret = retlen;
4554         }
4555         free_cpumask_var(mask);
4556
4557         return ret;
4558 }
4559
4560 /**
4561  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4562  *
4563  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4564  * other threads running on this CPU then this function will return.
4565  */
4566 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4567 {
4568         struct rq *rq = this_rq_lock();
4569
4570         schedstat_inc(rq, yld_count);
4571         current->sched_class->yield_task(rq);
4572
4573         /*
4574          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4575          * no need to preempt or enable interrupts:
4576          */
4577         __release(rq->lock);
4578         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4579         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4580         sched_preempt_enable_no_resched();
4581
4582         schedule();
4583
4584         return 0;
4585 }
4586
4587 static inline int should_resched(void)
4588 {
4589         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4590 }
4591
4592 static void __cond_resched(void)
4593 {
4594         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4595         __schedule();
4596         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4597 }
4598
4599 int __sched _cond_resched(void)
4600 {
4601         if (should_resched()) {
4602                 __cond_resched();
4603                 return 1;
4604         }
4605         return 0;
4606 }
4607 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4608
4609 /*
4610  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4611  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4612  *
4613  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4614  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4615  * spin_unlock(), once by hand).
4616  */
4617 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4618 {
4619         int resched = should_resched();
4620         int ret = 0;
4621
4622         lockdep_assert_held(lock);
4623
4624         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4625                 spin_unlock(lock);
4626                 if (resched)
4627                         __cond_resched();
4628                 else
4629                         cpu_relax();
4630                 ret = 1;
4631                 spin_lock(lock);
4632         }
4633         return ret;
4634 }
4635 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4636
4637 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4638 {
4639         BUG_ON(!in_softirq());
4640
4641         if (should_resched()) {
4642                 local_bh_enable();
4643                 __cond_resched();
4644                 local_bh_disable();
4645                 return 1;
4646         }
4647         return 0;
4648 }
4649 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4650
4651 /**
4652  * yield - yield the current processor to other threads.
4653  *
4654  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4655  *
4656  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4657  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4658  * it, its already broken.
4659  *
4660  * Typical broken usage is:
4661  *
4662  * while (!event)
4663  *      yield();
4664  *
4665  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4666  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4667  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4668  *
4669  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4670  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4671  * If you still want to use yield(), do not!
4672  */
4673 void __sched yield(void)
4674 {
4675         set_current_state(TASK_RUNNING);
4676         sys_sched_yield();
4677 }
4678 EXPORT_SYMBOL(yield);
4679
4680 /**
4681  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4682  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4683  * processor it's on.
4684  * @p: target task
4685  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4686  *
4687  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4688  * can't go away on us before we can do any checks.
4689  *
4690  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4691  */
4692 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4693 {
4694         struct task_struct *curr = current;
4695         struct rq *rq, *p_rq;
4696         unsigned long flags;
4697         bool yielded = 0;
4698
4699         local_irq_save(flags);
4700         rq = this_rq();
4701
4702 again:
4703         p_rq = task_rq(p);
4704         double_rq_lock(rq, p_rq);
4705         while (task_rq(p) != p_rq) {
4706                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4707                 goto again;
4708         }
4709
4710         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4711                 goto out;
4712
4713         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4714                 goto out;
4715
4716         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4717                 goto out;
4718
4719         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4720         if (yielded) {
4721                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4722                 /*
4723                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4724                  * fairness.
4725                  */
4726                 if (preempt && rq != p_rq)
4727                         resched_task(p_rq->curr);
4728         } else {
4729                 /*
4730                  * We might have set it in task_yield_fair(), but are
4731                  * not going to schedule(), so don't want to skip
4732                  * the next update.
4733                  */
4734                 rq->skip_clock_update = 0;
4735         }
4736
4737 out:
4738         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4739         local_irq_restore(flags);
4740
4741         if (yielded)
4742                 schedule();
4743
4744         return yielded;
4745 }
4746 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4747
4748 /*
4749  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4750  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4751  */
4752 void __sched io_schedule(void)
4753 {
4754         struct rq *rq = raw_rq();
4755
4756         delayacct_blkio_start();
4757         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4758         blk_flush_plug(current);
4759         current->in_iowait = 1;
4760         schedule();
4761         current->in_iowait = 0;
4762         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4763         delayacct_blkio_end();
4764 }
4765 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4766
4767 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4768 {
4769         struct rq *rq = raw_rq();
4770         long ret;
4771
4772         delayacct_blkio_start();
4773         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4774         blk_flush_plug(current);
4775         current->in_iowait = 1;
4776         ret = schedule_timeout(timeout);
4777         current->in_iowait = 0;
4778         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4779         delayacct_blkio_end();
4780         return ret;
4781 }
4782
4783 /**
4784  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4785  * @policy: scheduling class.
4786  *
4787  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4788  * by a given scheduling class.
4789  */
4790 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4791 {
4792         int ret = -EINVAL;
4793
4794         switch (policy) {
4795         case SCHED_FIFO:
4796         case SCHED_RR:
4797                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4798                 break;
4799         case SCHED_NORMAL:
4800         case SCHED_BATCH:
4801         case SCHED_IDLE:
4802                 ret = 0;
4803                 break;
4804         }
4805         return ret;
4806 }
4807
4808 /**
4809  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4810  * @policy: scheduling class.
4811  *
4812  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4813  * by a given scheduling class.
4814  */
4815 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4816 {
4817         int ret = -EINVAL;
4818
4819         switch (policy) {
4820         case SCHED_FIFO:
4821         case SCHED_RR:
4822                 ret = 1;
4823                 break;
4824         case SCHED_NORMAL:
4825         case SCHED_BATCH:
4826         case SCHED_IDLE:
4827                 ret = 0;
4828         }
4829         return ret;
4830 }
4831
4832 /**
4833  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4834  * @pid: pid of the process.
4835  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4836  *
4837  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4838  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4839  */
4840 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4841                 struct timespec __user *, interval)
4842 {
4843         struct task_struct *p;
4844         unsigned int time_slice;
4845         unsigned long flags;
4846         struct rq *rq;
4847         int retval;
4848         struct timespec t;
4849
4850         if (pid < 0)
4851                 return -EINVAL;
4852
4853         retval = -ESRCH;
4854         rcu_read_lock();
4855         p = find_process_by_pid(pid);
4856         if (!p)
4857                 goto out_unlock;
4858
4859         retval = security_task_getscheduler(p);
4860         if (retval)
4861                 goto out_unlock;
4862
4863         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4864         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4865         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4866
4867         rcu_read_unlock();
4868         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4869         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4870         return retval;
4871
4872 out_unlock:
4873         rcu_read_unlock();
4874         return retval;
4875 }
4876
4877 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4878
4879 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4880 {
4881         unsigned long free = 0;
4882         unsigned state;
4883
4884         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4885         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4886                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4887 #if BITS_PER_LONG == 32
4888         if (state == TASK_RUNNING)
4889                 printk(KERN_CONT " running  ");
4890         else
4891                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4892 #else
4893         if (state == TASK_RUNNING)
4894                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4895         else
4896                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4897 #endif
4898 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4899         free = stack_not_used(p);
4900 #endif
4901         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4902                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent)),
4903                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4904
4905         show_stack(p, NULL);
4906 }
4907
4908 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4909 {
4910         struct task_struct *g, *p;
4911
4912 #if BITS_PER_LONG == 32
4913         printk(KERN_INFO
4914                 "  task                PC stack   pid father\n");
4915 #else
4916         printk(KERN_INFO
4917                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4918 #endif
4919         rcu_read_lock();
4920         do_each_thread(g, p) {
4921                 /*
4922                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4923                  * console might take a lot of time:
4924                  */
4925                 touch_nmi_watchdog();
4926                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4927                         sched_show_task(p);
4928         } while_each_thread(g, p);
4929
4930         touch_all_softlockup_watchdogs();
4931
4932 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4933         sysrq_sched_debug_show();
4934 #endif
4935         rcu_read_unlock();
4936         /*
4937          * Only show locks if all tasks are dumped:
4938          */
4939         if (!state_filter)
4940                 debug_show_all_locks();
4941 }
4942
4943 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4944 {
4945         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4946 }
4947
4948 /**
4949  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4950  * @idle: task in question
4951  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4952  *
4953  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4954  * flag, to make booting more robust.
4955  */
4956 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4957 {
4958         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4959         unsigned long flags;
4960
4961         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4962
4963         __sched_fork(idle);
4964         idle->state = TASK_RUNNING;
4965         idle->se.exec_start = sched_clock();
4966
4967         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4968         /*
4969          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4970          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4971          * lockdep check in task_group() will fail.
4972          *
4973          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4974          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4975          *
4976          * Silence PROVE_RCU
4977          */
4978         rcu_read_lock();
4979         __set_task_cpu(idle, cpu);
4980         rcu_read_unlock();
4981
4982         rq->curr = rq->idle = idle;
4983 #if defined(CONFIG_SMP)
4984         idle->on_cpu = 1;
4985 #endif
4986         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4987
4988         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4989         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4990
4991         /*
4992          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4993          */
4994         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4995         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4996 #if defined(CONFIG_SMP)
4997         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4998 #endif
4999 }
5000
5001 #ifdef CONFIG_SMP
5002 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
5003 {
5004         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
5005                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
5006
5007         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
5008         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
5009 }
5010
5011 /*
5012  * This is how migration works:
5013  *
5014  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
5015  *    stop_one_cpu().
5016  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
5017  *    off the CPU)
5018  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
5019  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
5020  *    it and puts it into the right queue.
5021  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
5022  *    is done.
5023  */
5024
5025 /*
5026  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
5027  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
5028  * is removed from the allowed bitmask.
5029  *
5030  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
5031  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
5032  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
5033  */
5034 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
5035 {
5036         unsigned long flags;
5037         struct rq *rq;
5038         unsigned int dest_cpu;
5039         int ret = 0;
5040
5041         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5042
5043         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
5044                 goto out;
5045
5046         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
5047                 ret = -EINVAL;
5048                 goto out;
5049         }
5050
5051         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
5052                 ret = -EINVAL;
5053                 goto out;
5054         }
5055
5056         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
5057
5058         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
5059         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
5060                 goto out;
5061
5062         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
5063         if (p->on_rq) {
5064                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5065                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
5066                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5067                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
5068                 tlb_migrate_finish(p->mm);
5069                 return 0;
5070         }
5071 out:
5072         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5073
5074         return ret;
5075 }
5076 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
5077
5078 /*
5079  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
5080  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
5081  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
5082  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
5083  *
5084  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
5085  * as the task is no longer on this CPU.
5086  *
5087  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
5088  */
5089 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5090 {
5091         struct rq *rq_dest, *rq_src;
5092         int ret = 0;
5093
5094         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
5095                 return ret;
5096
5097         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
5098         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
5099
5100         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
5101         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5102         /* Already moved. */
5103         if (task_cpu(p) != src_cpu)
5104                 goto done;
5105         /* Affinity changed (again). */
5106         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5107                 goto fail;
5108
5109         /*
5110          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
5111          * placed properly.
5112          */
5113         if (p->on_rq) {
5114                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
5115                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
5116                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
5117                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
5118         }
5119 done:
5120         ret = 1;
5121 fail:
5122         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5123         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
5124         return ret;
5125 }
5126
5127 /*
5128  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
5129  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
5130  * 'pushing' onto another runqueue.
5131  */
5132 static int migration_cpu_stop(void *data)
5133 {
5134         struct migration_arg *arg = data;
5135
5136         /*
5137          * The original target cpu might have gone down and we might
5138          * be on another cpu but it doesn't matter.
5139          */
5140         local_irq_disable();
5141         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
5142         local_irq_enable();
5143         return 0;
5144 }
5145
5146 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5147
5148 /*
5149  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5150  * offline.
5151  */
5152 void idle_task_exit(void)
5153 {
5154         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5155
5156         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5157
5158         if (mm != &init_mm)
5159                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5160         mmdrop(mm);
5161 }
5162
5163 /*
5164  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
5165  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
5166  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
5167  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
5168  * to keep the global sum constant after CPU-down:
5169  */
5170 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
5171 {
5172         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
5173
5174         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
5175         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
5176 }
5177
5178 /*
5179  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
5180  */
5181 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
5182 {
5183         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
5184         rq->calc_load_active = 0;
5185 }
5186
5187 /*
5188  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5189  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5190  *
5191  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5192  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5193  * because of lock validation efforts.
5194  */
5195 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
5196 {
5197         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5198         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5199         int dest_cpu;
5200
5201         /*
5202          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5203          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5204          *
5205          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5206          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5207          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5208          * done here.
5209          */
5210         rq->stop = NULL;
5211
5212         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5213         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5214
5215         for ( ; ; ) {
5216                 /*
5217                  * There's this thread running, bail when that's the only
5218                  * remaining thread.
5219                  */
5220                 if (rq->nr_running == 1)
5221                         break;
5222
5223                 next = pick_next_task(rq);
5224                 BUG_ON(!next);
5225                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5226
5227                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5228                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5229                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5230
5231                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5232
5233                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5234         }
5235
5236         rq->stop = stop;
5237 }
5238
5239 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5240
5241 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5242
5243 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5244         {
5245                 .procname       = "sched_domain",
5246                 .mode           = 0555,
5247         },
5248         {}
5249 };
5250
5251 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5252         {
5253                 .procname       = "kernel",
5254                 .mode           = 0555,
5255                 .child          = sd_ctl_dir,
5256         },
5257         {}
5258 };
5259
5260 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5261 {
5262         struct ctl_table *entry =
5263                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5264
5265         return entry;
5266 }
5267
5268 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5269 {
5270         struct ctl_table *entry;
5271
5272         /*
5273          * In the intermediate directories, both the child directory and
5274          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5275          * will always be set. In the lowest directory the names are
5276          * static strings and all have proc handlers.
5277          */
5278         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5279                 if (entry->child)
5280                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5281                 if (entry->proc_handler == NULL)
5282                         kfree(entry->procname);
5283         }
5284
5285         kfree(*tablep);
5286         *tablep = NULL;
5287 }
5288
5289 static void
5290 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5291                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5292                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5293 {
5294         entry->procname = procname;
5295         entry->data = data;
5296         entry->maxlen = maxlen;
5297         entry->mode = mode;
5298         entry->proc_handler = proc_handler;
5299 }
5300
5301 static struct ctl_table *
5302 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5303 {
5304         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5305
5306         if (table == NULL)
5307                 return NULL;
5308
5309         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5310                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5311         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5312                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5313         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5314                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5315         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5316                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5317         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5318                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5319         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5320                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5321         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5322                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5323         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5324                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5325         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5326                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5327         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5328                 &sd->cache_nice_tries,
5329                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5330         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5331                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5332         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5333                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
5334         /* &table[12] is terminator */
5335
5336         return table;
5337 }
5338
5339 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5340 {
5341         struct ctl_table *entry, *table;
5342         struct sched_domain *sd;
5343         int domain_num = 0, i;
5344         char buf[32];
5345
5346         for_each_domain(cpu, sd)
5347                 domain_num++;
5348         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5349         if (table == NULL)
5350                 return NULL;
5351
5352         i = 0;
5353         for_each_domain(cpu, sd) {
5354                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5355                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5356                 entry->mode = 0555;
5357                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5358                 entry++;
5359                 i++;
5360         }
5361         return table;
5362 }
5363
5364 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5365 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5366 {
5367         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5368         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5369         char buf[32];
5370
5371         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5372         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5373
5374         if (entry == NULL)
5375                 return;
5376
5377         for_each_possible_cpu(i) {
5378                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5379                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5380                 entry->mode = 0555;
5381                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5382                 entry++;
5383         }
5384
5385         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5386         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5387 }
5388
5389 /* may be called multiple times per register */
5390 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5391 {
5392         if (sd_sysctl_header)
5393                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5394         sd_sysctl_header = NULL;
5395         if (sd_ctl_dir[0].child)
5396                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5397 }
5398 #else
5399 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5400 {
5401 }
5402 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5403 {
5404 }
5405 #endif
5406
5407 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5408 {
5409         if (!rq->online) {
5410                 const struct sched_class *class;
5411
5412                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5413                 rq->online = 1;
5414
5415                 for_each_class(class) {
5416                         if (class->rq_online)
5417                                 class->rq_online(rq);
5418                 }
5419         }
5420 }
5421
5422 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5423 {
5424         if (rq->online) {
5425                 const struct sched_class *class;
5426
5427                 for_each_class(class) {
5428                         if (class->rq_offline)
5429                                 class->rq_offline(rq);
5430                 }
5431
5432                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5433                 rq->online = 0;
5434         }
5435 }
5436
5437 /*
5438  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5439  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5440  */
5441 static int __cpuinit
5442 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5443 {
5444         int cpu = (long)hcpu;
5445         unsigned long flags;
5446         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5447
5448         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5449
5450         case CPU_UP_PREPARE:
5451                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5452                 break;
5453
5454         case CPU_ONLINE:
5455                 /* Update our root-domain */
5456                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5457                 if (rq->rd) {
5458                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5459
5460                         set_rq_online(rq);
5461                 }
5462                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5463                 break;
5464
5465 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5466         case CPU_DYING:
5467                 sched_ttwu_pending();
5468                 /* Update our root-domain */
5469                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5470                 if (rq->rd) {
5471                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5472                         set_rq_offline(rq);
5473                 }
5474                 migrate_tasks(cpu);
5475                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5476                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5477
5478                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
5479                 calc_global_load_remove(rq);
5480                 break;
5481 #endif
5482         }
5483
5484         update_max_interval();
5485
5486         return NOTIFY_OK;
5487 }
5488
5489 /*
5490  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5491  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5492  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5493  */
5494 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5495         .notifier_call = migration_call,
5496         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5497 };
5498
5499 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5500                                       unsigned long action, void *hcpu)
5501 {
5502         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5503         case CPU_STARTING:
5504         case CPU_DOWN_FAILED:
5505                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5506                 return NOTIFY_OK;
5507         default:
5508                 return NOTIFY_DONE;
5509         }
5510 }
5511
5512 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5513                                         unsigned long action, void *hcpu)
5514 {
5515         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5516         case CPU_DOWN_PREPARE:
5517                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5518                 return NOTIFY_OK;
5519         default:
5520                 return NOTIFY_DONE;
5521         }
5522 }
5523
5524 static int __init migration_init(void)
5525 {
5526         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5527         int err;
5528
5529         /* Initialize migration for the boot CPU */
5530         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5531         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5532         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5533         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5534
5535         /* Register cpu active notifiers */
5536         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5537         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5538
5539         return 0;
5540 }
5541 early_initcall(migration_init);
5542 #endif
5543
5544 #ifdef CONFIG_SMP
5545
5546 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5547
5548 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5549
5550 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
5551
5552 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
5553 {
5554         sched_domain_debug_enabled = 1;
5555
5556         return 0;
5557 }
5558 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
5559
5560 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5561                                   struct cpumask *groupmask)
5562 {
5563         struct sched_group *group = sd->groups;
5564         char str[256];
5565
5566         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5567         cpumask_clear(groupmask);
5568
5569         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5570
5571         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5572                 printk("does not load-balance\n");
5573                 if (sd->parent)
5574                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5575                                         " has parent");
5576                 return -1;
5577         }
5578
5579         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5580
5581         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5582                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5583                                 "CPU%d\n", cpu);
5584         }
5585         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5586                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5587                                 " CPU%d\n", cpu);
5588         }
5589
5590         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5591         do {
5592                 if (!group) {
5593                         printk("\n");
5594                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5595                         break;
5596                 }
5597
5598                 if (!group->sgp->power) {
5599                         printk(KERN_CONT "\n");
5600                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5601                                         "set\n");
5602                         break;
5603                 }
5604
5605                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5606                         printk(KERN_CONT "\n");
5607                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5608                         break;
5609                 }
5610
5611                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5612                         printk(KERN_CONT "\n");
5613                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5614                         break;
5615                 }
5616
5617                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5618
5619                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5620
5621                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5622                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5623                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5624                                 group->sgp->power);
5625                 }
5626
5627                 group = group->next;
5628         } while (group != sd->groups);
5629         printk(KERN_CONT "\n");
5630
5631         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5632                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5633
5634         if (sd->parent &&
5635             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5636                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5637                         "of domain->span\n");
5638         return 0;
5639 }
5640
5641 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5642 {
5643         int level = 0;
5644
5645         if (!sched_domain_debug_enabled)
5646                 return;
5647
5648         if (!sd) {
5649                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5650                 return;
5651         }
5652
5653         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5654
5655         for (;;) {
5656                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5657                         break;
5658                 level++;
5659                 sd = sd->parent;
5660                 if (!sd)
5661                         break;
5662         }
5663 }
5664 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5665 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5666 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5667
5668 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5669 {
5670         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5671                 return 1;
5672
5673         /* Following flags need at least 2 groups */
5674         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5675                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5676                          SD_BALANCE_FORK |
5677                          SD_BALANCE_EXEC |
5678                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5679                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5680                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5681                         return 0;
5682         }
5683
5684         /* Following flags don't use groups */
5685         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5686                 return 0;
5687
5688         return 1;
5689 }
5690
5691 static int
5692 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5693 {
5694         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5695
5696         if (sd_degenerate(parent))
5697                 return 1;
5698
5699         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5700                 return 0;
5701
5702         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5703         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5704                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5705                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5706                                 SD_BALANCE_FORK |
5707                                 SD_BALANCE_EXEC |
5708                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5709                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5710                 if (nr_node_ids == 1)
5711                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5712         }
5713         if (~cflags & pflags)
5714                 return 0;
5715
5716         return 1;
5717 }
5718
5719 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5720 {
5721         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5722
5723         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5724         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5725         free_cpumask_var(rd->online);
5726         free_cpumask_var(rd->span);
5727         kfree(rd);
5728 }
5729
5730 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5731 {
5732         struct root_domain *old_rd = NULL;
5733         unsigned long flags;
5734
5735         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5736
5737         if (rq->rd) {
5738                 old_rd = rq->rd;
5739
5740                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5741                         set_rq_offline(rq);
5742
5743                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5744
5745                 /*
5746                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5747                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5748                  * in this function:
5749                  */
5750                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5751                         old_rd = NULL;
5752         }
5753
5754         atomic_inc(&rd->refcount);
5755         rq->rd = rd;
5756
5757         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5758         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5759                 set_rq_online(rq);
5760
5761         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5762
5763         if (old_rd)
5764                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5765 }
5766
5767 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5768 {
5769         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5770
5771         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5772                 goto out;
5773         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5774                 goto free_span;
5775         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5776                 goto free_online;
5777
5778         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5779                 goto free_rto_mask;
5780         return 0;
5781
5782 free_rto_mask:
5783         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5784 free_online:
5785         free_cpumask_var(rd->online);
5786 free_span:
5787         free_cpumask_var(rd->span);
5788 out:
5789         return -ENOMEM;
5790 }
5791
5792 /*
5793  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5794  * members (mimicking the global state we have today).
5795  */
5796 struct root_domain def_root_domain;
5797
5798 static void init_defrootdomain(void)
5799 {
5800         init_rootdomain(&def_root_domain);
5801
5802         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5803 }
5804
5805 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5806 {
5807         struct root_domain *rd;
5808
5809         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5810         if (!rd)
5811                 return NULL;
5812
5813         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5814                 kfree(rd);
5815                 return NULL;
5816         }
5817
5818         return rd;
5819 }
5820
5821 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5822 {
5823         struct sched_group *tmp, *first;
5824
5825         if (!sg)
5826                 return;
5827
5828         first = sg;
5829         do {
5830                 tmp = sg->next;
5831
5832                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5833                         kfree(sg->sgp);
5834
5835                 kfree(sg);
5836                 sg = tmp;
5837         } while (sg != first);
5838 }
5839
5840 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5841 {
5842         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5843
5844         /*
5845          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5846          * nuke them all.
5847          */
5848         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5849                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5850         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5851                 kfree(sd->groups->sgp);
5852                 kfree(sd->groups);
5853         }
5854         kfree(sd);
5855 }
5856
5857 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5858 {
5859         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5860 }
5861
5862 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5863 {
5864         for (; sd; sd = sd->parent)
5865                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5866 }
5867
5868 /*
5869  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5870  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5871  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5872  *
5873  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5874  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5875  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5876  */
5877 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5878 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5879
5880 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5881 {
5882         struct sched_domain *sd;
5883         int id = cpu;
5884
5885         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5886         if (sd)
5887                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5888
5889         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5890         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5891 }
5892
5893 /*
5894  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5895  * hold the hotplug lock.
5896  */
5897 static void
5898 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5899 {
5900         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5901         struct sched_domain *tmp;
5902
5903         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5904         for (tmp = sd; tmp; ) {
5905                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5906                 if (!parent)
5907                         break;
5908
5909                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5910                         tmp->parent = parent->parent;
5911                         if (parent->parent)
5912                                 parent->parent->child = tmp;
5913                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5914                 } else
5915                         tmp = tmp->parent;
5916         }
5917
5918         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5919                 tmp = sd;
5920                 sd = sd->parent;
5921                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5922                 if (sd)
5923                         sd->child = NULL;
5924         }
5925
5926         sched_domain_debug(sd, cpu);
5927
5928         rq_attach_root(rq, rd);
5929         tmp = rq->sd;
5930         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5931         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5932
5933         update_top_cache_domain(cpu);
5934 }
5935
5936 /* cpus with isolated domains */
5937 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5938
5939 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5940 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5941 {
5942         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5943         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5944         return 1;
5945 }
5946
5947 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5948
5949 #ifdef CONFIG_NUMA
5950
5951 /**
5952  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
5953  * @node: node whose sched_domain we're building
5954  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
5955  *
5956  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
5957  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
5958  *
5959  * Should use nodemask_t.
5960  */
5961 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
5962 {
5963         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
5964
5965         min_val = INT_MAX;
5966
5967         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
5968                 /* Start at @node */
5969                 n = (node + i) % nr_node_ids;
5970
5971                 if (!nr_cpus_node(n))
5972                         continue;
5973
5974                 /* Skip already used nodes */
5975                 if (node_isset(n, *used_nodes))
5976                         continue;
5977
5978                 /* Simple min distance search */
5979                 val = node_distance(node, n);
5980
5981                 if (val < min_val) {
5982                         min_val = val;
5983                         best_node = n;
5984                 }
5985         }
5986
5987         if (best_node != -1)
5988                 node_set(best_node, *used_nodes);
5989         return best_node;
5990 }
5991
5992 /**
5993  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
5994  * @node: node whose cpumask we're constructing
5995  * @span: resulting cpumask
5996  *
5997  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
5998  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
5999  * out optimally.
6000  */
6001 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
6002 {
6003         nodemask_t used_nodes;
6004         int i;
6005
6006         cpumask_clear(span);
6007         nodes_clear(used_nodes);
6008
6009         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
6010         node_set(node, used_nodes);
6011
6012         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
6013                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
6014                 if (next_node < 0)
6015                         break;
6016                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
6017         }
6018 }
6019
6020 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
6021 {
6022         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6023
6024         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
6025
6026         return sched_domains_tmpmask;
6027 }
6028
6029 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
6030 {
6031         return cpu_possible_mask;
6032 }
6033 #endif /* CONFIG_NUMA */
6034
6035 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
6036 {
6037         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
6038 }
6039
6040 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
6041
6042 struct sd_data {
6043         struct sched_domain **__percpu sd;
6044         struct sched_group **__percpu sg;
6045         struct sched_group_power **__percpu sgp;
6046 };
6047
6048 struct s_data {
6049         struct sched_domain ** __percpu sd;
6050         struct root_domain      *rd;
6051 };
6052
6053 enum s_alloc {
6054         sa_rootdomain,
6055         sa_sd,
6056         sa_sd_storage,
6057         sa_none,
6058 };
6059
6060 struct sched_domain_topology_level;
6061
6062 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
6063 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
6064
6065 #define SDTL_OVERLAP    0x01
6066
6067 struct sched_domain_topology_level {
6068         sched_domain_init_f init;
6069         sched_domain_mask_f mask;
6070         int                 flags;
6071         struct sd_data      data;
6072 };
6073
6074 static int
6075 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6076 {
6077         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6078         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6079         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6080         struct sd_data *sdd = sd->private;
6081         struct sched_domain *child;
6082         int i;
6083
6084         cpumask_clear(covered);
6085
6086         for_each_cpu(i, span) {
6087                 struct cpumask *sg_span;
6088
6089                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6090                         continue;
6091
6092                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6093                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6094
6095                 if (!sg)
6096                         goto fail;
6097
6098                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6099
6100                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6101                 if (child->child) {
6102                         child = child->child;
6103                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
6104                 } else
6105                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6106
6107                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6108
6109                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
6110                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
6111
6112                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
6113                         groups = sg;
6114
6115                 if (!first)
6116                         first = sg;
6117                 if (last)
6118                         last->next = sg;
6119                 last = sg;
6120                 last->next = first;
6121         }
6122         sd->groups = groups;
6123
6124         return 0;
6125
6126 fail:
6127         free_sched_groups(first, 0);
6128
6129         return -ENOMEM;
6130 }
6131
6132 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6133 {
6134         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6135         struct sched_domain *child = sd->child;
6136
6137         if (child)
6138                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6139
6140         if (sg) {
6141                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6142                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
6143                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
6144         }
6145
6146         return cpu;
6147 }
6148
6149 /*
6150  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6151  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6152  * and ->cpu_power to 0.
6153  *
6154  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6155  */
6156 static int
6157 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6158 {
6159         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6160         struct sd_data *sdd = sd->private;
6161         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6162         struct cpumask *covered;
6163         int i;
6164
6165         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6166         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6167
6168         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
6169                 return 0;
6170
6171         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6172         covered = sched_domains_tmpmask;
6173
6174         cpumask_clear(covered);
6175
6176         for_each_cpu(i, span) {
6177                 struct sched_group *sg;
6178                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
6179                 int j;
6180
6181                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6182                         continue;
6183
6184                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
6185                 sg->sgp->power = 0;
6186
6187                 for_each_cpu(j, span) {
6188                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6189                                 continue;
6190
6191                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6192                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6193                 }
6194
6195                 if (!first)
6196                         first = sg;
6197                 if (last)
6198                         last->next = sg;
6199                 last = sg;
6200         }
6201         last->next = first;
6202
6203         return 0;
6204 }
6205
6206 /*
6207  * Initialize sched groups cpu_power.
6208  *
6209  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
6210  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6211  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6212  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6213  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6214  * less cpu_power.
6215  */
6216 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6217 {
6218         struct sched_group *sg = sd->groups;
6219
6220         WARN_ON(!sd || !sg);
6221
6222         do {
6223                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6224                 sg = sg->next;
6225         } while (sg != sd->groups);
6226
6227         if (cpu != group_first_cpu(sg))
6228                 return;
6229
6230         update_group_power(sd, cpu);
6231         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6232 }
6233
6234 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6235 {
6236        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6237 }
6238
6239 /*
6240  * Initializers for schedule domains
6241  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6242  */
6243
6244 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6245 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6246 #else
6247 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6248 #endif
6249
6250 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6251 static noinline struct sched_domain *                                   \
6252 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6253 {                                                                       \
6254         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6255         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6256         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6257         sd->private = &tl->data;                                        \
6258         return sd;                                                      \
6259 }
6260
6261 SD_INIT_FUNC(CPU)
6262 #ifdef CONFIG_NUMA
6263  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
6264  SD_INIT_FUNC(NODE)
6265 #endif
6266 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6267  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6268 #endif
6269 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6270  SD_INIT_FUNC(MC)
6271 #endif
6272 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6273  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6274 #endif
6275
6276 static int default_relax_domain_level = -1;
6277 int sched_domain_level_max;
6278
6279 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6280 {
6281         unsigned long val;
6282
6283         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
6284         if (val < sched_domain_level_max)
6285                 default_relax_domain_level = val;
6286
6287         return 1;
6288 }
6289 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6290
6291 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6292                                  struct sched_domain_attr *attr)
6293 {
6294         int request;
6295
6296         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6297                 if (default_relax_domain_level < 0)
6298                         return;
6299                 else
6300                         request = default_relax_domain_level;
6301         } else
6302                 request = attr->relax_domain_level;
6303         if (request < sd->level) {
6304                 /* turn off idle balance on this domain */
6305                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6306         } else {
6307                 /* turn on idle balance on this domain */
6308                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6309         }
6310 }
6311
6312 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6313 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6314
6315 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6316                                  const struct cpumask *cpu_map)
6317 {
6318         switch (what) {
6319         case sa_rootdomain:
6320                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6321                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6322         case sa_sd:
6323                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6324         case sa_sd_storage:
6325                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6326         case sa_none:
6327                 break;
6328         }
6329 }
6330
6331 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6332                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6333 {
6334         memset(d, 0, sizeof(*d));
6335
6336         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6337                 return sa_sd_storage;
6338         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6339         if (!d->sd)
6340                 return sa_sd_storage;
6341         d->rd = alloc_rootdomain();
6342         if (!d->rd)
6343                 return sa_sd;
6344         return sa_rootdomain;
6345 }
6346
6347 /*
6348  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6349  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6350  * will not free the data we're using.
6351  */
6352 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6353 {
6354         struct sd_data *sdd = sd->private;
6355
6356         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6357         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6358
6359         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6360                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6361
6362         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6363                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6364 }
6365
6366 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6367 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6368 {
6369         return topology_thread_cpumask(cpu);
6370 }
6371 #endif
6372
6373 /*
6374  * Topology list, bottom-up.
6375  */
6376 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6377 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6378         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6379 #endif
6380 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6381         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6382 #endif
6383 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6384         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6385 #endif
6386         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6387 #ifdef CONFIG_NUMA
6388         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
6389         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
6390 #endif
6391         { NULL, },
6392 };
6393
6394 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6395
6396 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6397 {
6398         struct sched_domain_topology_level *tl;
6399         int j;
6400
6401         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6402                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6403
6404                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6405                 if (!sdd->sd)
6406                         return -ENOMEM;
6407
6408                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6409                 if (!sdd->sg)
6410                         return -ENOMEM;
6411
6412                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6413                 if (!sdd->sgp)
6414                         return -ENOMEM;
6415
6416                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6417                         struct sched_domain *sd;
6418                         struct sched_group *sg;
6419                         struct sched_group_power *sgp;
6420
6421                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6422                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6423                         if (!sd)
6424                                 return -ENOMEM;
6425
6426                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6427
6428                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6429                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6430                         if (!sg)
6431                                 return -ENOMEM;
6432
6433                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6434
6435                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
6436                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6437                         if (!sgp)
6438                                 return -ENOMEM;
6439
6440                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6441                 }
6442         }
6443
6444         return 0;
6445 }
6446
6447 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6448 {
6449         struct sched_domain_topology_level *tl;
6450         int j;
6451
6452         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6453                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6454
6455                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6456                         struct sched_domain *sd;
6457
6458                         if (sdd->sd) {
6459                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6460                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6461                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6462                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6463                         }
6464
6465                         if (sdd->sg)
6466                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6467                         if (sdd->sgp)
6468                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6469                 }
6470                 free_percpu(sdd->sd);
6471                 sdd->sd = NULL;
6472                 free_percpu(sdd->sg);
6473                 sdd->sg = NULL;
6474                 free_percpu(sdd->sgp);
6475                 sdd->sgp = NULL;
6476         }
6477 }
6478
6479 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6480                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6481                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6482                 int cpu)
6483 {
6484         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6485         if (!sd)
6486                 return child;
6487
6488         set_domain_attribute(sd, attr);
6489         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6490         if (child) {
6491                 sd->level = child->level + 1;
6492                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6493                 child->parent = sd;
6494         }
6495         sd->child = child;
6496
6497         return sd;
6498 }
6499
6500 /*
6501  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6502  * to the individual cpus
6503  */
6504 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6505                                struct sched_domain_attr *attr)
6506 {
6507         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6508         struct sched_domain *sd;
6509         struct s_data d;
6510         int i, ret = -ENOMEM;
6511
6512         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6513         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6514                 goto error;
6515
6516         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6517         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6518                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6519
6520                 sd = NULL;
6521                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6522                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6523                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6524                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6525                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6526                                 break;
6527                 }
6528
6529                 while (sd->child)
6530                         sd = sd->child;
6531
6532                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6533         }
6534
6535         /* Build the groups for the domains */
6536         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6537                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6538                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6539                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6540                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6541                                         goto error;
6542                         } else {
6543                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6544                                         goto error;
6545                         }
6546                 }
6547         }
6548
6549         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6550         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6551                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6552                         continue;
6553
6554                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6555                         claim_allocations(i, sd);
6556                         init_sched_groups_power(i, sd);
6557                 }
6558         }
6559
6560         /* Attach the domains */
6561         rcu_read_lock();
6562         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6563                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6564                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6565         }
6566         rcu_read_unlock();
6567
6568         ret = 0;
6569 error:
6570         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6571         return ret;
6572 }
6573
6574 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6575 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6576 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6577                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6578
6579 /*
6580  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6581  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6582  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6583  */
6584 static cpumask_var_t fallback_doms;
6585
6586 /*
6587  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6588  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6589  * or 0 if it stayed the same.
6590  */
6591 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6592 {
6593         return 0;
6594 }
6595
6596 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6597 {
6598         int i;
6599         cpumask_var_t *doms;
6600
6601         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6602         if (!doms)
6603                 return NULL;
6604         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6605                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6606                         free_sched_domains(doms, i);
6607                         return NULL;
6608                 }
6609         }
6610         return doms;
6611 }
6612
6613 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6614 {
6615         unsigned int i;
6616         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6617                 free_cpumask_var(doms[i]);
6618         kfree(doms);
6619 }
6620
6621 /*
6622  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6623  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6624  * exclude other special cases in the future.
6625  */
6626 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6627 {
6628         int err;
6629
6630         arch_update_cpu_topology();
6631         ndoms_cur = 1;
6632         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6633         if (!doms_cur)
6634                 doms_cur = &fallback_doms;
6635         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6636         dattr_cur = NULL;
6637         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6638         register_sched_domain_sysctl();
6639
6640         return err;
6641 }
6642
6643 /*
6644  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6645  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6646  */
6647 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6648 {
6649         int i;
6650
6651         rcu_read_lock();
6652         for_each_cpu(i, cpu_map)
6653                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6654         rcu_read_unlock();
6655 }
6656
6657 /* handle null as "default" */
6658 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6659                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6660 {
6661         struct sched_domain_attr tmp;
6662
6663         /* fast path */
6664         if (!new && !cur)
6665                 return 1;
6666
6667         tmp = SD_ATTR_INIT;
6668         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6669                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6670                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6671 }
6672
6673 /*
6674  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6675  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6676  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6677  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6678  *
6679  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6680  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6681  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6682  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6683  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6684  * it as it is.
6685  *
6686  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6687  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6688  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6689  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6690  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6691  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6692  *
6693  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6694  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6695  * and it will not create the default domain.
6696  *
6697  * Call with hotplug lock held
6698  */
6699 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6700                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6701 {
6702         int i, j, n;
6703         int new_topology;
6704
6705         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6706
6707         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6708         unregister_sched_domain_sysctl();
6709
6710         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6711         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6712
6713         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6714
6715         /* Destroy deleted domains */
6716         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6717                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6718                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6719                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6720                                 goto match1;
6721                 }
6722                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6723                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6724 match1:
6725                 ;
6726         }
6727
6728         if (doms_new == NULL) {
6729                 ndoms_cur = 0;
6730                 doms_new = &fallback_doms;
6731                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6732                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6733         }
6734
6735         /* Build new domains */
6736         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6737                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6738                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6739                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6740                                 goto match2;
6741                 }
6742                 /* no match - add a new doms_new */
6743                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6744 match2:
6745                 ;
6746         }
6747
6748         /* Remember the new sched domains */
6749         if (doms_cur != &fallback_doms)
6750                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6751         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6752         doms_cur = doms_new;
6753         dattr_cur = dattr_new;
6754         ndoms_cur = ndoms_new;
6755
6756         register_sched_domain_sysctl();
6757
6758         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6759 }
6760
6761 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6762 static void reinit_sched_domains(void)
6763 {
6764         get_online_cpus();
6765
6766         /* Destroy domains first to force the rebuild */
6767         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
6768
6769         rebuild_sched_domains();
6770         put_online_cpus();
6771 }
6772
6773 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
6774 {
6775         unsigned int level = 0;
6776
6777         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
6778                 return -EINVAL;
6779
6780         /*
6781          * level is always be positive so don't check for
6782          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
6783          * What happens on 0 or 1 byte write,
6784          * need to check for count as well?
6785          */
6786
6787         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
6788                 return -EINVAL;
6789
6790         if (smt)
6791                 sched_smt_power_savings = level;
6792         else
6793                 sched_mc_power_savings = level;
6794
6795         reinit_sched_domains();
6796
6797         return count;
6798 }
6799
6800 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6801 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct device *dev,
6802                                            struct device_attribute *attr,
6803                                            char *buf)
6804 {
6805         return sprintf(buf, "%u\n", sched_mc_power_savings);
6806 }
6807 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct device *dev,
6808                                             struct device_attribute *attr,
6809                                             const char *buf, size_t count)
6810 {
6811         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
6812 }
6813 static DEVICE_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
6814                    sched_mc_power_savings_show,
6815                    sched_mc_power_savings_store);
6816 #endif
6817
6818 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6819 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct device *dev,
6820                                             struct device_attribute *attr,
6821                                             char *buf)
6822 {
6823         return sprintf(buf, "%u\n", sched_smt_power_savings);
6824 }
6825 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct device *dev,
6826                                             struct device_attribute *attr,
6827                                              const char *buf, size_t count)
6828 {
6829         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
6830 }
6831 static DEVICE_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
6832                    sched_smt_power_savings_show,
6833                    sched_smt_power_savings_store);
6834 #endif
6835
6836 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct device *dev)
6837 {
6838         int err = 0;
6839
6840 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6841         if (smt_capable())
6842                 err = device_create_file(dev, &dev_attr_sched_smt_power_savings);
6843 #endif
6844 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6845         if (!err && mc_capable())
6846                 err = device_create_file(dev, &dev_attr_sched_mc_power_savings);
6847 #endif
6848         return err;
6849 }
6850 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
6851
6852 /*
6853  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6854  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6855  * around partition_sched_domains().
6856  */
6857 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6858                              void *hcpu)
6859 {
6860         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6861         case CPU_ONLINE:
6862         case CPU_DOWN_FAILED:
6863                 cpuset_update_active_cpus();
6864                 return NOTIFY_OK;
6865         default:
6866                 return NOTIFY_DONE;
6867         }
6868 }
6869
6870 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6871                                void *hcpu)
6872 {
6873         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6874         case CPU_DOWN_PREPARE:
6875                 cpuset_update_active_cpus();
6876                 return NOTIFY_OK;
6877         default:
6878                 return NOTIFY_DONE;
6879         }
6880 }
6881
6882 void __init sched_init_smp(void)
6883 {
6884         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6885
6886         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6887         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6888
6889         get_online_cpus();
6890         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6891         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6892         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6893         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6894                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6895         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6896         put_online_cpus();
6897
6898         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6899         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6900
6901         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6902         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6903
6904         init_hrtick();
6905
6906         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6907         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6908                 BUG();
6909         sched_init_granularity();
6910         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6911
6912         init_sched_rt_class();
6913 }
6914 #else
6915 void __init sched_init_smp(void)
6916 {
6917         sched_init_granularity();
6918 }
6919 #endif /* CONFIG_SMP */
6920
6921 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6922
6923 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6924 {
6925         return in_lock_functions(addr) ||
6926                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6927                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6928 }
6929
6930 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6931 struct task_group root_task_group;
6932 #endif
6933
6934 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6935
6936 void __init sched_init(void)
6937 {
6938         int i, j;
6939         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6940
6941 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6942         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6943 #endif
6944 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6945         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6946 #endif
6947 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6948         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6949 #endif
6950         if (alloc_size) {
6951                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6952
6953 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6954                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6955                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6956
6957                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6958                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6959
6960 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6961 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6962                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6963                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6964
6965                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6966                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6967
6968 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6969 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6970                 for_each_possible_cpu(i) {
6971                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6972                         ptr += cpumask_size();
6973                 }
6974 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6975         }
6976
6977 #ifdef CONFIG_SMP
6978         init_defrootdomain();
6979 #endif
6980
6981         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6982                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6983
6984 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6985         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6986                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6987 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6988
6989 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6990         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6991         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6992         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6993         autogroup_init(&init_task);
6994
6995 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6996
6997 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6998         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6999         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
7000         /* Too early, not expected to fail */
7001         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
7002 #endif
7003         for_each_possible_cpu(i) {
7004                 struct rq *rq;
7005
7006                 rq = cpu_rq(i);
7007                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7008                 rq->nr_running = 0;
7009                 rq->calc_load_active = 0;
7010                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7011                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7012                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
7013 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7014                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7015                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7016                 /*
7017                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7018                  *
7019                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7020                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7021                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7022                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7023                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7024                  * (se->load.weight).
7025                  *
7026                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7027                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7028                  * then A0's share of the cpu resource is:
7029                  *
7030                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7031                  *
7032                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7033                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7034                  */
7035                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7036                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7037 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7038
7039                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7040 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7041                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
7042                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7043 #endif
7044
7045                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7046                         rq->cpu_load[j] = 0;
7047
7048                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7049
7050 #ifdef CONFIG_SMP
7051                 rq->sd = NULL;
7052                 rq->rd = NULL;
7053                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
7054                 rq->post_schedule = 0;
7055                 rq->active_balance = 0;
7056                 rq->next_balance = jiffies;
7057                 rq->push_cpu = 0;
7058                 rq->cpu = i;
7059                 rq->online = 0;
7060                 rq->idle_stamp = 0;
7061                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7062
7063                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7064
7065                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7066 #ifdef CONFIG_NO_HZ
7067                 rq->nohz_flags = 0;
7068 #endif
7069 #endif
7070                 init_rq_hrtick(rq);
7071                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7072         }
7073
7074         set_load_weight(&init_task);
7075
7076 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7077         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7078 #endif
7079
7080 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7081         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7082 #endif
7083
7084         /*
7085          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7086          */
7087         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7088         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7089
7090         /*
7091          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7092          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7093          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7094          * when this runqueue becomes "idle".
7095          */
7096         init_idle(current, smp_processor_id());
7097
7098         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7099
7100         /*
7101          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7102          */
7103         current->sched_class = &fair_sched_class;
7104
7105 #ifdef CONFIG_SMP
7106         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7107         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7108         if (cpu_isolated_map == NULL)
7109                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7110 #endif
7111         init_sched_fair_class();
7112
7113         scheduler_running = 1;
7114 }
7115
7116 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7117 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7118 {
7119         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7120
7121         return (nested == preempt_offset);
7122 }
7123
7124 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7125 {
7126         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7127
7128         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7129         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7130             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7131                 return;
7132         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7133                 return;
7134         prev_jiffy = jiffies;
7135
7136         printk(KERN_ERR
7137                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7138                         file, line);
7139         printk(KERN_ERR
7140                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7141                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7142                         current->pid, current->comm);
7143
7144         debug_show_held_locks(current);
7145         if (irqs_disabled())
7146                 print_irqtrace_events(current);
7147         dump_stack();
7148 }
7149 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7150 #endif
7151
7152 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7153 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7154 {
7155         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7156         int old_prio = p->prio;
7157         int on_rq;
7158
7159         on_rq = p->on_rq;
7160         if (on_rq)
7161                 dequeue_task(rq, p, 0);
7162         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7163         if (on_rq) {
7164                 enqueue_task(rq, p, 0);
7165                 resched_task(rq->curr);
7166         }
7167
7168         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7169 }
7170
7171 void normalize_rt_tasks(void)
7172 {
7173         struct task_struct *g, *p;
7174         unsigned long flags;
7175         struct rq *rq;
7176
7177         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7178         do_each_thread(g, p) {
7179                 /*
7180                  * Only normalize user tasks:
7181                  */
7182                 if (!p->mm)
7183                         continue;
7184
7185                 p->se.exec_start                = 0;
7186 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7187                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7188                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7189                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7190 #endif
7191
7192                 if (!rt_task(p)) {
7193                         /*
7194                          * Renice negative nice level userspace
7195                          * tasks back to 0:
7196                          */
7197                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7198                                 set_user_nice(p, 0);
7199                         continue;
7200                 }
7201
7202                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7203                 rq = __task_rq_lock(p);
7204
7205                 normalize_task(rq, p);
7206
7207                 __task_rq_unlock(rq);
7208                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7209         } while_each_thread(g, p);
7210
7211         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7212 }
7213
7214 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7215
7216 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7217 /*
7218  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7219  *
7220  * They can only be called when the whole system has been
7221  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7222  * activity can take place. Using them for anything else would
7223  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7224  * under any other configuration.
7225  */
7226
7227 /**
7228  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7229  * @cpu: the processor in question.
7230  *
7231  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7232  */
7233 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7234 {
7235         return cpu_curr(cpu);
7236 }
7237
7238 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7239
7240 #ifdef CONFIG_IA64
7241 /**
7242  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7243  * @cpu: the processor in question.
7244  * @p: the task pointer to set.
7245  *
7246  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7247  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7248  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7249  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7250  * and caller must save the original value of the current task (see
7251  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7252  * re-starting the system.
7253  *
7254  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7255  */
7256 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7257 {
7258         cpu_curr(cpu) = p;
7259 }
7260
7261 #endif
7262
7263 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7264 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7265 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7266
7267 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7268 {
7269         free_fair_sched_group(tg);
7270         free_rt_sched_group(tg);
7271         autogroup_free(tg);
7272         kfree(tg);
7273 }
7274
7275 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7276 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7277 {
7278         struct task_group *tg;
7279         unsigned long flags;
7280
7281         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7282         if (!tg)
7283                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7284
7285         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7286                 goto err;
7287
7288         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7289                 goto err;
7290
7291         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7292         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7293
7294         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7295
7296         tg->parent = parent;
7297         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7298         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7299         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7300
7301         return tg;
7302
7303 err:
7304         free_sched_group(tg);
7305         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7306 }
7307
7308 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7309 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7310 {
7311         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7312         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7313 }
7314
7315 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7316 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7317 {
7318         unsigned long flags;
7319         int i;
7320
7321         /* end participation in shares distribution */
7322         for_each_possible_cpu(i)
7323                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7324
7325         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7326         list_del_rcu(&tg->list);
7327         list_del_rcu(&tg->siblings);
7328         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7329
7330         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7331         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7332 }
7333
7334 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7335  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7336  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7337  *      reflect its new group.
7338  */
7339 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7340 {
7341         int on_rq, running;
7342         unsigned long flags;
7343         struct rq *rq;
7344
7345         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7346
7347         running = task_current(rq, tsk);
7348         on_rq = tsk->on_rq;
7349
7350         if (on_rq)
7351                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7352         if (unlikely(running))
7353                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7354
7355 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7356         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7357                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7358         else
7359 #endif
7360                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7361
7362         if (unlikely(running))
7363                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7364         if (on_rq)
7365                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7366
7367         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7368 }
7369 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7370
7371 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7372 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7373 {
7374         if (runtime == RUNTIME_INF)
7375                 return 1ULL << 20;
7376
7377         return div64_u64(runtime << 20, period);
7378 }
7379 #endif
7380
7381 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7382 /*
7383  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7384  */
7385 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7386
7387 /* Must be called with tasklist_lock held */
7388 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7389 {
7390         struct task_struct *g, *p;
7391
7392         do_each_thread(g, p) {
7393                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7394                         return 1;
7395         } while_each_thread(g, p);
7396
7397         return 0;
7398 }
7399
7400 struct rt_schedulable_data {
7401         struct task_group *tg;
7402         u64 rt_period;
7403         u64 rt_runtime;
7404 };
7405
7406 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7407 {
7408         struct rt_schedulable_data *d = data;
7409         struct task_group *child;
7410         unsigned long total, sum = 0;
7411         u64 period, runtime;
7412
7413         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7414         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7415
7416         if (tg == d->tg) {
7417                 period = d->rt_period;
7418                 runtime = d->rt_runtime;
7419         }
7420
7421         /*
7422          * Cannot have more runtime than the period.
7423          */
7424         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7425                 return -EINVAL;
7426
7427         /*
7428          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7429          */
7430         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7431                 return -EBUSY;
7432
7433         total = to_ratio(period, runtime);
7434
7435         /*
7436          * Nobody can have more than the global setting allows.
7437          */
7438         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7439                 return -EINVAL;
7440
7441         /*
7442          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7443          */
7444         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7445                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7446                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7447
7448                 if (child == d->tg) {
7449                         period = d->rt_period;
7450                         runtime = d->rt_runtime;
7451                 }
7452
7453                 sum += to_ratio(period, runtime);
7454         }
7455
7456         if (sum > total)
7457                 return -EINVAL;
7458
7459         return 0;
7460 }
7461
7462 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7463 {
7464         int ret;
7465
7466         struct rt_schedulable_data data = {
7467                 .tg = tg,
7468                 .rt_period = period,
7469                 .rt_runtime = runtime,
7470         };
7471
7472         rcu_read_lock();
7473         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7474         rcu_read_unlock();
7475
7476         return ret;
7477 }
7478
7479 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7480                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7481 {
7482         int i, err = 0;
7483
7484         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7485         read_lock(&tasklist_lock);
7486         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7487         if (err)
7488                 goto unlock;
7489
7490         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7491         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7492         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7493
7494         for_each_possible_cpu(i) {
7495                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7496
7497                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7498                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7499                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7500         }
7501         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7502 unlock:
7503         read_unlock(&tasklist_lock);
7504         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7505
7506         return err;
7507 }
7508
7509 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7510 {
7511         u64 rt_runtime, rt_period;
7512
7513         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7514         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7515         if (rt_runtime_us < 0)
7516                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7517
7518         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7519 }
7520
7521 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7522 {
7523         u64 rt_runtime_us;
7524
7525         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7526                 return -1;
7527
7528         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7529         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7530         return rt_runtime_us;
7531 }
7532
7533 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7534 {
7535         u64 rt_runtime, rt_period;
7536
7537         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7538         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7539
7540         if (rt_period == 0)
7541                 return -EINVAL;
7542
7543         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7544 }
7545
7546 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7547 {
7548         u64 rt_period_us;
7549
7550         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7551         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7552         return rt_period_us;
7553 }
7554
7555 static int sched_rt_global_constraints(void)
7556 {
7557         u64 runtime, period;
7558         int ret = 0;
7559
7560         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7561                 return -EINVAL;
7562
7563         runtime = global_rt_runtime();
7564         period = global_rt_period();
7565
7566         /*
7567          * Sanity check on the sysctl variables.
7568          */
7569         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7570                 return -EINVAL;
7571
7572         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7573         read_lock(&tasklist_lock);
7574         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7575         read_unlock(&tasklist_lock);
7576         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7577
7578         return ret;
7579 }
7580
7581 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7582 {
7583         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7584         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7585                 return 0;
7586
7587         return 1;
7588 }
7589
7590 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7591 static int sched_rt_global_constraints(void)
7592 {
7593         unsigned long flags;
7594         int i;
7595
7596         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7597                 return -EINVAL;
7598
7599         /*
7600          * There's always some RT tasks in the root group
7601          * -- migration, kstopmachine etc..
7602          */
7603         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7604                 return -EBUSY;
7605
7606         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7607         for_each_possible_cpu(i) {
7608                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7609
7610                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7611                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7612                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7613         }
7614         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7615
7616         return 0;
7617 }
7618 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7619
7620 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7621                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7622                 loff_t *ppos)
7623 {
7624         int ret;
7625         int old_period, old_runtime;
7626         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7627
7628         mutex_lock(&mutex);
7629         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7630         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7631
7632         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7633
7634         if (!ret && write) {
7635                 ret = sched_rt_global_constraints();
7636                 if (ret) {
7637                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7638                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7639                 } else {
7640                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7641                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7642                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7643                 }
7644         }
7645         mutex_unlock(&mutex);
7646
7647         return ret;
7648 }
7649
7650 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7651
7652 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7653 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7654 {
7655         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7656                             struct task_group, css);
7657 }
7658
7659 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_create(struct cgroup *cgrp)
7660 {
7661         struct task_group *tg, *parent;
7662
7663         if (!cgrp->parent) {
7664                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7665                 return &root_task_group.css;
7666         }
7667
7668         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7669         tg = sched_create_group(parent);
7670         if (IS_ERR(tg))
7671                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7672
7673         return &tg->css;
7674 }
7675
7676 static void cpu_cgroup_destroy(struct cgroup *cgrp)
7677 {
7678         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7679
7680         sched_destroy_group(tg);
7681 }
7682
7683 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7684                                  struct cgroup_taskset *tset)
7685 {
7686         struct task_struct *task;
7687
7688         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7689 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7690                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7691                         return -EINVAL;
7692 #else
7693                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7694                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7695                         return -EINVAL;
7696 #endif
7697         }
7698         return 0;
7699 }
7700
7701 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7702                               struct cgroup_taskset *tset)
7703 {
7704         struct task_struct *task;
7705
7706         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7707                 sched_move_task(task);
7708 }
7709
7710 static void
7711 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7712                 struct task_struct *task)
7713 {
7714         /*
7715          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7716          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7717          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7718          */
7719         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7720                 return;
7721
7722         sched_move_task(task);
7723 }
7724
7725 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7726 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7727                                 u64 shareval)
7728 {
7729         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7730 }
7731
7732 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7733 {
7734         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7735
7736         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7737 }
7738
7739 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7740 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7741
7742 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7743 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7744
7745 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7746
7747 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7748 {
7749         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7750         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7751
7752         if (tg == &root_task_group)
7753                 return -EINVAL;
7754
7755         /*
7756          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7757          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7758          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7759          */
7760         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7761                 return -EINVAL;
7762
7763         /*
7764          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7765          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7766          * feasibility.
7767          */
7768         if (period > max_cfs_quota_period)
7769                 return -EINVAL;
7770
7771         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7772         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7773         if (ret)
7774                 goto out_unlock;
7775
7776         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7777         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7778         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7779         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7780         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7781         cfs_b->quota = quota;
7782
7783         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7784         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7785         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7786                 /* force a reprogram */
7787                 cfs_b->timer_active = 0;
7788                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7789         }
7790         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7791
7792         for_each_possible_cpu(i) {
7793                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7794                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7795
7796                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7797                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7798                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7799
7800                 if (cfs_rq->throttled)
7801                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7802                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7803         }
7804 out_unlock:
7805         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7806
7807         return ret;
7808 }
7809
7810 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7811 {
7812         u64 quota, period;
7813
7814         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7815         if (cfs_quota_us < 0)
7816                 quota = RUNTIME_INF;
7817         else
7818                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7819
7820         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7821 }
7822
7823 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7824 {
7825         u64 quota_us;
7826
7827         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7828                 return -1;
7829
7830         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7831         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7832
7833         return quota_us;
7834 }
7835
7836 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7837 {
7838         u64 quota, period;
7839
7840         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7841         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7842
7843         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7844 }
7845
7846 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7847 {
7848         u64 cfs_period_us;
7849
7850         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7851         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7852
7853         return cfs_period_us;
7854 }
7855
7856 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7857 {
7858         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7859 }
7860
7861 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7862                                 s64 cfs_quota_us)
7863 {
7864         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7865 }
7866
7867 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7868 {
7869         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7870 }
7871
7872 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7873                                 u64 cfs_period_us)
7874 {
7875         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7876 }
7877
7878 struct cfs_schedulable_data {
7879         struct task_group *tg;
7880         u64 period, quota;
7881 };
7882
7883 /*
7884  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7885  * note: units are usecs
7886  */
7887 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7888                                struct cfs_schedulable_data *d)
7889 {
7890         u64 quota, period;
7891
7892         if (tg == d->tg) {
7893                 period = d->period;
7894                 quota = d->quota;
7895         } else {
7896                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7897                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7898         }
7899
7900         /* note: these should typically be equivalent */
7901         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7902                 return RUNTIME_INF;
7903
7904         return to_ratio(period, quota);
7905 }
7906
7907 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7908 {
7909         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7910         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7911         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7912
7913         if (!tg->parent) {
7914                 quota = RUNTIME_INF;
7915         } else {
7916                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7917
7918                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7919                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7920
7921                 /*
7922                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7923                  * limit is set
7924                  */
7925                 if (quota == RUNTIME_INF)
7926                         quota = parent_quota;
7927                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7928                         return -EINVAL;
7929         }
7930         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7931
7932         return 0;
7933 }
7934
7935 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7936 {
7937         int ret;
7938         struct cfs_schedulable_data data = {
7939                 .tg = tg,
7940                 .period = period,
7941                 .quota = quota,
7942         };
7943
7944         if (quota != RUNTIME_INF) {
7945                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7946                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7947         }
7948
7949         rcu_read_lock();
7950         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7951         rcu_read_unlock();
7952
7953         return ret;
7954 }
7955
7956 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7957                 struct cgroup_map_cb *cb)
7958 {
7959         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7960         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7961
7962         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7963         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7964         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7965
7966         return 0;
7967 }
7968 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7969 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7970
7971 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7972 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7973                                 s64 val)
7974 {
7975         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7976 }
7977
7978 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7979 {
7980         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7981 }
7982
7983 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7984                 u64 rt_period_us)
7985 {
7986         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7987 }
7988
7989 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7990 {
7991         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7992 }
7993 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7994
7995 static struct cftype cpu_files[] = {
7996 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7997         {
7998                 .name = "shares",
7999                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8000                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8001         },
8002 #endif
8003 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8004         {
8005                 .name = "cfs_quota_us",
8006                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8007                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8008         },
8009         {
8010                 .name = "cfs_period_us",
8011                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8012                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8013         },
8014         {
8015                 .name = "stat",
8016                 .read_map = cpu_stats_show,
8017         },
8018 #endif
8019 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8020         {
8021                 .name = "rt_runtime_us",
8022                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8023                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8024         },
8025         {
8026                 .name = "rt_period_us",
8027                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8028                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8029         },
8030 #endif
8031 };
8032
8033 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
8034 {
8035         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
8036 }
8037
8038 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8039         .name           = "cpu",
8040         .create         = cpu_cgroup_create,
8041         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
8042         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8043         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8044         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8045         .populate       = cpu_cgroup_populate,
8046         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8047         .early_init     = 1,
8048 };
8049
8050 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8051
8052 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
8053
8054 /*
8055  * CPU accounting code for task groups.
8056  *
8057  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
8058  * (balbir@in.ibm.com).
8059  */
8060
8061 /* create a new cpu accounting group */
8062 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(struct cgroup *cgrp)
8063 {
8064         struct cpuacct *ca;
8065
8066         if (!cgrp->parent)
8067                 return &root_cpuacct.css;
8068
8069         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
8070         if (!ca)
8071                 goto out;
8072
8073         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
8074         if (!ca->cpuusage)
8075                 goto out_free_ca;
8076
8077         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
8078         if (!ca->cpustat)
8079                 goto out_free_cpuusage;
8080
8081         return &ca->css;
8082
8083 out_free_cpuusage:
8084         free_percpu(ca->cpuusage);
8085 out_free_ca:
8086         kfree(ca);
8087 out:
8088         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8089 }
8090
8091 /* destroy an existing cpu accounting group */
8092 static void cpuacct_destroy(struct cgroup *cgrp)
8093 {
8094         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8095
8096         free_percpu(ca->cpustat);
8097         free_percpu(ca->cpuusage);
8098         kfree(ca);
8099 }
8100
8101 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
8102 {
8103         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8104         u64 data;
8105
8106 #ifndef CONFIG_64BIT
8107         /*
8108          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
8109          */
8110         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8111         data = *cpuusage;
8112         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8113 #else
8114         data = *cpuusage;
8115 #endif
8116
8117         return data;
8118 }
8119
8120 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
8121 {
8122         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8123
8124 #ifndef CONFIG_64BIT
8125         /*
8126          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
8127          */
8128         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8129         *cpuusage = val;
8130         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8131 #else
8132         *cpuusage = val;
8133 #endif
8134 }
8135
8136 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
8137 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8138 {
8139         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8140         u64 totalcpuusage = 0;
8141         int i;
8142
8143         for_each_present_cpu(i)
8144                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8145
8146         return totalcpuusage;
8147 }
8148
8149 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8150                                                                 u64 reset)
8151 {
8152         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8153         int err = 0;
8154         int i;
8155
8156         if (reset) {
8157                 err = -EINVAL;
8158                 goto out;
8159         }
8160
8161         for_each_present_cpu(i)
8162                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8163
8164 out:
8165         return err;
8166 }
8167
8168 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8169                                    struct seq_file *m)
8170 {
8171         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8172         u64 percpu;
8173         int i;
8174
8175         for_each_present_cpu(i) {
8176                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8177                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8178         }
8179         seq_printf(m, "\n");
8180         return 0;
8181 }
8182
8183 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8184         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8185         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8186 };
8187
8188 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8189                               struct cgroup_map_cb *cb)
8190 {
8191         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8192         int cpu;
8193         s64 val = 0;
8194
8195         for_each_online_cpu(cpu) {
8196                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8197                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8198                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8199         }
8200         val = cputime64_to_clock_t(val);
8201         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8202
8203         val = 0;
8204         for_each_online_cpu(cpu) {
8205                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8206                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8207                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8208                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8209         }
8210
8211         val = cputime64_to_clock_t(val);
8212         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8213
8214         return 0;
8215 }
8216
8217 static struct cftype files[] = {
8218         {
8219                 .name = "usage",
8220                 .read_u64 = cpuusage_read,
8221                 .write_u64 = cpuusage_write,
8222         },
8223         {
8224                 .name = "usage_percpu",
8225                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8226         },
8227         {
8228                 .name = "stat",
8229                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8230         },
8231 };
8232
8233 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
8234 {
8235         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
8236 }
8237
8238 /*
8239  * charge this task's execution time to its accounting group.
8240  *
8241  * called with rq->lock held.
8242  */
8243 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8244 {
8245         struct cpuacct *ca;
8246         int cpu;
8247
8248         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8249                 return;
8250
8251         cpu = task_cpu(tsk);
8252
8253         rcu_read_lock();
8254
8255         ca = task_ca(tsk);
8256
8257         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8258                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8259                 *cpuusage += cputime;
8260         }
8261
8262         rcu_read_unlock();
8263 }
8264
8265 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8266         .name = "cpuacct",
8267         .create = cpuacct_create,
8268         .destroy = cpuacct_destroy,
8269         .populate = cpuacct_populate,
8270         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8271 };
8272 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */