UAS: Use unique tags on non-streams devices.
[linux-flexiantxendom0.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/stop_machine.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/debugfs.h>
71 #include <linux/ctype.h>
72 #include <linux/ftrace.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/init_task.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78 #include <asm/mutex.h>
79 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
80 #include <asm/paravirt.h>
81 #endif
82
83 #include "sched_cpupri.h"
84 #include "workqueue_sched.h"
85 #include "sched_autogroup.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 /*
91  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
92  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
93  * and back.
94  */
95 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
96 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
97 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
98
99 /*
100  * 'User priority' is the nice value converted to something we
101  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
102  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
103  */
104 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
105 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
106 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
107
108 /*
109  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
110  */
111 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
112
113 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
114 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
115
116 /*
117  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
118  *
119  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
120  * Timeslices get refilled after they expire.
121  */
122 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
123
124 /*
125  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
126  */
127 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
128
129 static inline int rt_policy(int policy)
130 {
131         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
132                 return 1;
133         return 0;
134 }
135
136 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
137 {
138         return rt_policy(p->policy);
139 }
140
141 /*
142  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
143  */
144 struct rt_prio_array {
145         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
146         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
147 };
148
149 struct rt_bandwidth {
150         /* nests inside the rq lock: */
151         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
152         ktime_t                 rt_period;
153         u64                     rt_runtime;
154         struct hrtimer          rt_period_timer;
155 };
156
157 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
158
159 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
160
161 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
162 {
163         struct rt_bandwidth *rt_b =
164                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
165         ktime_t now;
166         int overrun;
167         int idle = 0;
168
169         for (;;) {
170                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
171                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
172
173                 if (!overrun)
174                         break;
175
176                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
177         }
178
179         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
180 }
181
182 static
183 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
184 {
185         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
186         rt_b->rt_runtime = runtime;
187
188         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
189
190         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
191                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
192         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
193 }
194
195 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
196 {
197         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
198 }
199
200 static void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
201 {
202         unsigned long delta;
203         ktime_t soft, hard, now;
204
205         for (;;) {
206                 if (hrtimer_active(period_timer))
207                         break;
208
209                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
210                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
211
212                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
213                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
214                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
215                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
216                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
217         }
218 }
219
220 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
221 {
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         start_bandwidth_timer(&rt_b->rt_period_timer, rt_b->rt_period);
230         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
234 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
235 {
236         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
237 }
238 #endif
239
240 /*
241  * sched_domains_mutex serializes calls to init_sched_domains,
242  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
243  */
244 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
245
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247
248 #include <linux/cgroup.h>
249
250 struct cfs_rq;
251
252 static LIST_HEAD(task_groups);
253
254 struct cfs_bandwidth {
255 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
256         raw_spinlock_t lock;
257         ktime_t period;
258         u64 quota, runtime;
259         s64 hierarchal_quota;
260         u64 runtime_expires;
261
262         int idle, timer_active;
263         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
264         struct list_head throttled_cfs_rq;
265
266         /* statistics */
267         int nr_periods, nr_throttled;
268         u64 throttled_time;
269 #endif
270 };
271
272 /* task group related information */
273 struct task_group {
274         struct cgroup_subsys_state css;
275
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277         /* schedulable entities of this group on each cpu */
278         struct sched_entity **se;
279         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
280         struct cfs_rq **cfs_rq;
281         unsigned long shares;
282
283         atomic_t load_weight;
284 #endif
285
286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
287         struct sched_rt_entity **rt_se;
288         struct rt_rq **rt_rq;
289
290         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
291 #endif
292
293         struct rcu_head rcu;
294         struct list_head list;
295
296         struct task_group *parent;
297         struct list_head siblings;
298         struct list_head children;
299
300 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
301         struct autogroup *autogroup;
302 #endif
303
304         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
305 };
306
307 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
308 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
309
310 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
311
312 # define ROOT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
313
314 /*
315  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
316  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
317  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
318  * too large, so as the shares value of a task group.
319  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
320  *  limitation from this.)
321  */
322 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
323 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
324
325 static int root_task_group_load = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
326 #endif
327
328 /* Default task group.
329  *      Every task in system belong to this group at bootup.
330  */
331 struct task_group root_task_group;
332
333 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
334
335 /* CFS-related fields in a runqueue */
336 struct cfs_rq {
337         struct load_weight load;
338         unsigned long nr_running, h_nr_running;
339
340         u64 exec_clock;
341         u64 min_vruntime;
342 #ifndef CONFIG_64BIT
343         u64 min_vruntime_copy;
344 #endif
345
346         struct rb_root tasks_timeline;
347         struct rb_node *rb_leftmost;
348
349         struct list_head tasks;
350         struct list_head *balance_iterator;
351
352         /*
353          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
354          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
355          */
356         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
357
358 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
359         unsigned int nr_spread_over;
360 #endif
361
362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
363         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
364
365         /*
366          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
367          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
368          * (like users, containers etc.)
369          *
370          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
371          * list is used during load balance.
372          */
373         int on_list;
374         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
375         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
376
377 #ifdef CONFIG_SMP
378         /*
379          * the part of load.weight contributed by tasks
380          */
381         unsigned long task_weight;
382
383         /*
384          *   h_load = weight * f(tg)
385          *
386          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
387          * this group.
388          */
389         unsigned long h_load;
390
391         /*
392          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
393          *
394          * load_stamp is the last time we updated the load average
395          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
396          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
397          */
398         u64 load_avg;
399         u64 load_period;
400         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
401
402         unsigned long load_contribution;
403 #endif
404 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
405         int runtime_enabled;
406         u64 runtime_expires;
407         s64 runtime_remaining;
408
409         u64 throttled_timestamp;
410         int throttled, throttle_count;
411         struct list_head throttled_list;
412 #endif
413 #endif
414 };
415
416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
417 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
418 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
419 {
420         return &tg->cfs_bandwidth;
421 }
422
423 static inline u64 default_cfs_period(void);
424 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
425 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
426
427 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
428 {
429         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
430                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
431         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
432
433         return HRTIMER_NORESTART;
434 }
435
436 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
437 {
438         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
439                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
440         ktime_t now;
441         int overrun;
442         int idle = 0;
443
444         for (;;) {
445                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
446                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
447
448                 if (!overrun)
449                         break;
450
451                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
452         }
453
454         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
455 }
456
457 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
458 {
459         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
460         cfs_b->runtime = 0;
461         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
462         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
463
464         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
465         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
466         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
467         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
468         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
469 }
470
471 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
474         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
475 }
476
477 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
478 static void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
479 {
480         /*
481          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
482          * period or because we're racing with the tear-down path
483          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
484          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
485          */
486         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
487                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
488                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
489                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
490
491                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
492                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
493                 if (cfs_b->timer_active)
494                         return;
495         }
496
497         cfs_b->timer_active = 1;
498         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
499 }
500
501 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
502 {
503         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
504         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
505 }
506 #else
507 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
508 static void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
509 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
510
511 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
512 {
513         return NULL;
514 }
515 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
516 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
517
518 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
519 struct rt_rq {
520         struct rt_prio_array active;
521         unsigned long rt_nr_running;
522 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
523         struct {
524                 int curr; /* highest queued rt task prio */
525 #ifdef CONFIG_SMP
526                 int next; /* next highest */
527 #endif
528         } highest_prio;
529 #endif
530 #ifdef CONFIG_SMP
531         unsigned long rt_nr_migratory;
532         unsigned long rt_nr_total;
533         int overloaded;
534         struct plist_head pushable_tasks;
535 #endif
536         int rt_throttled;
537         u64 rt_time;
538         u64 rt_runtime;
539         /* Nests inside the rq lock: */
540         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
541
542 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
543         unsigned long rt_nr_boosted;
544
545         struct rq *rq;
546         struct list_head leaf_rt_rq_list;
547         struct task_group *tg;
548 #endif
549 };
550
551 #ifdef CONFIG_SMP
552
553 /*
554  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
555  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
556  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
557  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
558  * object.
559  *
560  */
561 struct root_domain {
562         atomic_t refcount;
563         atomic_t rto_count;
564         struct rcu_head rcu;
565         cpumask_var_t span;
566         cpumask_var_t online;
567
568         /*
569          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
570          * one runnable RT task.
571          */
572         cpumask_var_t rto_mask;
573         struct cpupri cpupri;
574 };
575
576 /*
577  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
578  * members (mimicking the global state we have today).
579  */
580 static struct root_domain def_root_domain;
581
582 #endif /* CONFIG_SMP */
583
584 /*
585  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
586  *
587  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
588  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
589  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
590  */
591 struct rq {
592         /* runqueue lock: */
593         raw_spinlock_t lock;
594
595         /*
596          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
597          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
598          */
599         unsigned long nr_running;
600         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
601         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
602         unsigned long last_load_update_tick;
603 #ifdef CONFIG_NO_HZ
604         u64 nohz_stamp;
605         unsigned char nohz_balance_kick;
606 #endif
607         int skip_clock_update;
608
609         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
610         struct load_weight load;
611         unsigned long nr_load_updates;
612         u64 nr_switches;
613
614         struct cfs_rq cfs;
615         struct rt_rq rt;
616
617 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
618         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
619         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
620 #endif
621 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
622         struct list_head leaf_rt_rq_list;
623 #endif
624
625         /*
626          * This is part of a global counter where only the total sum
627          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
628          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
629          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
630          */
631         unsigned long nr_uninterruptible;
632
633         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
634         unsigned long next_balance;
635         struct mm_struct *prev_mm;
636
637         u64 clock;
638         u64 clock_task;
639
640         atomic_t nr_iowait;
641
642 #ifdef CONFIG_SMP
643         struct root_domain *rd;
644         struct sched_domain *sd;
645
646         unsigned long cpu_power;
647
648         unsigned char idle_balance;
649         /* For active balancing */
650         int post_schedule;
651         int active_balance;
652         int push_cpu;
653         struct cpu_stop_work active_balance_work;
654         /* cpu of this runqueue: */
655         int cpu;
656         int online;
657
658         u64 rt_avg;
659         u64 age_stamp;
660         u64 idle_stamp;
661         u64 avg_idle;
662 #endif
663
664 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
665         u64 prev_irq_time;
666 #endif
667 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
668         u64 prev_steal_time;
669 #endif
670 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
671         u64 prev_steal_time_rq;
672 #endif
673
674         /* calc_load related fields */
675         unsigned long calc_load_update;
676         long calc_load_active;
677
678 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
679 #ifdef CONFIG_SMP
680         int hrtick_csd_pending;
681         struct call_single_data hrtick_csd;
682 #endif
683         struct hrtimer hrtick_timer;
684 #endif
685
686 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
687         /* latency stats */
688         struct sched_info rq_sched_info;
689         unsigned long long rq_cpu_time;
690         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
691
692         /* sys_sched_yield() stats */
693         unsigned int yld_count;
694
695         /* schedule() stats */
696         unsigned int sched_switch;
697         unsigned int sched_count;
698         unsigned int sched_goidle;
699
700         /* try_to_wake_up() stats */
701         unsigned int ttwu_count;
702         unsigned int ttwu_local;
703 #endif
704
705 #ifdef CONFIG_SMP
706         struct llist_head wake_list;
707 #endif
708 };
709
710 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
711
712
713 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
714
715 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
716 {
717 #ifdef CONFIG_SMP
718         return rq->cpu;
719 #else
720         return 0;
721 #endif
722 }
723
724 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
725         rcu_dereference_check((p), \
726                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
727
728 /*
729  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
730  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
731  *
732  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
733  * preempt-disabled sections.
734  */
735 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
736         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
737
738 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
739 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
740 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
741 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
742 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
743
744 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
745
746 /*
747  * Return the group to which this tasks belongs.
748  *
749  * We use task_subsys_state_check() and extend the RCU verification with
750  * pi->lock and rq->lock because cpu_cgroup_attach() holds those locks for each
751  * task it moves into the cgroup. Therefore by holding either of those locks,
752  * we pin the task to the current cgroup.
753  */
754 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
755 {
756         struct task_group *tg;
757         struct cgroup_subsys_state *css;
758
759         css = task_subsys_state_check(p, cpu_cgroup_subsys_id,
760                         lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
761                         lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock));
762         tg = container_of(css, struct task_group, css);
763
764         return autogroup_task_group(p, tg);
765 }
766
767 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
768 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
769 {
770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
771         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
772         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
773 #endif
774
775 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
776         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
777         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
778 #endif
779 }
780
781 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
782
783 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
784 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
785 {
786         return NULL;
787 }
788
789 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
790
791 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
792
793 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
794 {
795         s64 delta;
796
797         if (rq->skip_clock_update > 0)
798                 return;
799
800         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
801         rq->clock += delta;
802         update_rq_clock_task(rq, delta);
803 }
804
805 /*
806  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
807  */
808 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
809 # define const_debug __read_mostly
810 #else
811 # define const_debug static const
812 #endif
813
814 /**
815  * runqueue_is_locked - Returns true if the current cpu runqueue is locked
816  * @cpu: the processor in question.
817  *
818  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
819  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
820  */
821 int runqueue_is_locked(int cpu)
822 {
823         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
824 }
825
826 /*
827  * Debugging: various feature bits
828  */
829
830 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
831         __SCHED_FEAT_##name ,
832
833 enum {
834 #include "sched_features.h"
835 };
836
837 #undef SCHED_FEAT
838
839 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
840         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
841
842 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
843 #include "sched_features.h"
844         0;
845
846 #undef SCHED_FEAT
847
848 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
849 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
850         #name ,
851
852 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
853 #include "sched_features.h"
854         NULL
855 };
856
857 #undef SCHED_FEAT
858
859 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
860 {
861         int i;
862
863         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
864                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
865                         seq_puts(m, "NO_");
866                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
867         }
868         seq_puts(m, "\n");
869
870         return 0;
871 }
872
873 static ssize_t
874 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
875                 size_t cnt, loff_t *ppos)
876 {
877         char buf[64];
878         char *cmp;
879         int neg = 0;
880         int i;
881
882         if (cnt > 63)
883                 cnt = 63;
884
885         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
886                 return -EFAULT;
887
888         buf[cnt] = 0;
889         cmp = strstrip(buf);
890
891         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
892                 neg = 1;
893                 cmp += 3;
894         }
895
896         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
897                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
898                         if (neg)
899                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
900                         else
901                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
902                         break;
903                 }
904         }
905
906         if (!sched_feat_names[i])
907                 return -EINVAL;
908
909         *ppos += cnt;
910
911         return cnt;
912 }
913
914 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
915 {
916         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
917 }
918
919 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
920         .open           = sched_feat_open,
921         .write          = sched_feat_write,
922         .read           = seq_read,
923         .llseek         = seq_lseek,
924         .release        = single_release,
925 };
926
927 static __init int sched_init_debug(void)
928 {
929         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
930                         &sched_feat_fops);
931
932         return 0;
933 }
934 late_initcall(sched_init_debug);
935
936 #endif
937
938 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
939
940 /*
941  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
942  * Limited because this is done with IRQs disabled.
943  */
944 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
945
946 /*
947  * period over which we average the RT time consumption, measured
948  * in ms.
949  *
950  * default: 1s
951  */
952 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
953
954 /*
955  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
956  * default: 1s
957  */
958 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
959
960 static __read_mostly int scheduler_running;
961
962 /*
963  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
964  * default: 0.95s
965  */
966 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
967
968 static inline u64 global_rt_period(void)
969 {
970         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
971 }
972
973 static inline u64 global_rt_runtime(void)
974 {
975         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
976                 return RUNTIME_INF;
977
978         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
979 }
980
981 #ifndef prepare_arch_switch
982 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
983 #endif
984 #ifndef finish_arch_switch
985 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
986 #endif
987
988 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
989 {
990         return rq->curr == p;
991 }
992
993 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
994 {
995 #ifdef CONFIG_SMP
996         return p->on_cpu;
997 #else
998         return task_current(rq, p);
999 #endif
1000 }
1001
1002 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1003 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1004 {
1005 #ifdef CONFIG_SMP
1006         /*
1007          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1008          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1009          * here.
1010          */
1011         next->on_cpu = 1;
1012 #endif
1013 }
1014
1015 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1016 {
1017 #ifdef CONFIG_SMP
1018         /*
1019          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1020          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1021          * finished.
1022          */
1023         smp_wmb();
1024         prev->on_cpu = 0;
1025 #endif
1026 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1027         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1028         rq->lock.owner = current;
1029 #endif
1030         /*
1031          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1032          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1033          * prev into current:
1034          */
1035         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1036
1037         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1038 }
1039
1040 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1041 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1042 {
1043 #ifdef CONFIG_SMP
1044         /*
1045          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1046          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1047          * here.
1048          */
1049         next->on_cpu = 1;
1050 #endif
1051 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1052         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1053 #else
1054         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1055 #endif
1056 }
1057
1058 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1059 {
1060 #ifdef CONFIG_SMP
1061         /*
1062          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1063          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1064          * finished.
1065          */
1066         smp_wmb();
1067         prev->on_cpu = 0;
1068 #endif
1069 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1070         local_irq_enable();
1071 #endif
1072 }
1073 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1074
1075 /*
1076  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1077  */
1078 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1079         __acquires(rq->lock)
1080 {
1081         struct rq *rq;
1082
1083         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1084
1085         for (;;) {
1086                 rq = task_rq(p);
1087                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1088                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1089                         return rq;
1090                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1091         }
1092 }
1093
1094 /*
1095  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1096  */
1097 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1098         __acquires(p->pi_lock)
1099         __acquires(rq->lock)
1100 {
1101         struct rq *rq;
1102
1103         for (;;) {
1104                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1105                 rq = task_rq(p);
1106                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1107                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1108                         return rq;
1109                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1110                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1111         }
1112 }
1113
1114 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1115         __releases(rq->lock)
1116 {
1117         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1118 }
1119
1120 static inline void
1121 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1122         __releases(rq->lock)
1123         __releases(p->pi_lock)
1124 {
1125         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1126         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1131  */
1132 static struct rq *this_rq_lock(void)
1133         __acquires(rq->lock)
1134 {
1135         struct rq *rq;
1136
1137         local_irq_disable();
1138         rq = this_rq();
1139         raw_spin_lock(&rq->lock);
1140
1141         return rq;
1142 }
1143
1144 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1145 /*
1146  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1147  *
1148  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1149  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1150  * reschedule event.
1151  *
1152  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1153  * rq->lock.
1154  */
1155
1156 /*
1157  * Use hrtick when:
1158  *  - enabled by features
1159  *  - hrtimer is actually high res
1160  */
1161 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1162 {
1163         if (!sched_feat(HRTICK))
1164                 return 0;
1165         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1166                 return 0;
1167         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1168 }
1169
1170 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1171 {
1172         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1173                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * High-resolution timer tick.
1178  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1179  */
1180 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1181 {
1182         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1183
1184         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1185
1186         raw_spin_lock(&rq->lock);
1187         update_rq_clock(rq);
1188         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1189         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1190
1191         return HRTIMER_NORESTART;
1192 }
1193
1194 #ifdef CONFIG_SMP
1195 /*
1196  * called from hardirq (IPI) context
1197  */
1198 static void __hrtick_start(void *arg)
1199 {
1200         struct rq *rq = arg;
1201
1202         raw_spin_lock(&rq->lock);
1203         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1204         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1205         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Called to set the hrtick timer state.
1210  *
1211  * called with rq->lock held and irqs disabled
1212  */
1213 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1214 {
1215         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1216         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1217
1218         hrtimer_set_expires(timer, time);
1219
1220         if (rq == this_rq()) {
1221                 hrtimer_restart(timer);
1222         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1223                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1224                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1225         }
1226 }
1227
1228 static int
1229 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1230 {
1231         int cpu = (int)(long)hcpu;
1232
1233         switch (action) {
1234         case CPU_UP_CANCELED:
1235         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1236         case CPU_DOWN_PREPARE:
1237         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1238         case CPU_DEAD:
1239         case CPU_DEAD_FROZEN:
1240                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1241                 return NOTIFY_OK;
1242         }
1243
1244         return NOTIFY_DONE;
1245 }
1246
1247 static __init void init_hrtick(void)
1248 {
1249         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1250 }
1251 #else
1252 /*
1253  * Called to set the hrtick timer state.
1254  *
1255  * called with rq->lock held and irqs disabled
1256  */
1257 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1258 {
1259         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1260                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1261 }
1262
1263 static inline void init_hrtick(void)
1264 {
1265 }
1266 #endif /* CONFIG_SMP */
1267
1268 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1269 {
1270 #ifdef CONFIG_SMP
1271         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1272
1273         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1274         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1275         rq->hrtick_csd.info = rq;
1276 #endif
1277
1278         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1279         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1280 }
1281 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1282 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1283 {
1284 }
1285
1286 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1287 {
1288 }
1289
1290 static inline void init_hrtick(void)
1291 {
1292 }
1293 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1294
1295 /*
1296  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1297  *
1298  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1299  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1300  * the target CPU.
1301  */
1302 #ifdef CONFIG_SMP
1303
1304 #ifndef tsk_is_polling
1305 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1306 #endif
1307
1308 static void resched_task(struct task_struct *p)
1309 {
1310         int cpu;
1311
1312         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1313
1314         if (test_tsk_need_resched(p))
1315                 return;
1316
1317         set_tsk_need_resched(p);
1318
1319         cpu = task_cpu(p);
1320         if (cpu == smp_processor_id())
1321                 return;
1322
1323         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1324         smp_mb();
1325         if (!tsk_is_polling(p))
1326                 smp_send_reschedule(cpu);
1327 }
1328
1329 static void resched_cpu(int cpu)
1330 {
1331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1332         unsigned long flags;
1333
1334         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1335                 return;
1336         resched_task(cpu_curr(cpu));
1337         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1338 }
1339
1340 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1341 /*
1342  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
1343  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
1344  *
1345  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1346  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
1347  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1348  */
1349 int get_nohz_timer_target(void)
1350 {
1351         int cpu = smp_processor_id();
1352         int i;
1353         struct sched_domain *sd;
1354
1355         rcu_read_lock();
1356         for_each_domain(cpu, sd) {
1357                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1358                         if (!idle_cpu(i)) {
1359                                 cpu = i;
1360                                 goto unlock;
1361                         }
1362                 }
1363         }
1364 unlock:
1365         rcu_read_unlock();
1366         return cpu;
1367 }
1368 /*
1369  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1370  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1371  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1372  * idle system the next event might even be infinite time into the
1373  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1374  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1375  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1376  * wheel for the next timer event.
1377  */
1378 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1379 {
1380         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1381
1382         if (cpu == smp_processor_id())
1383                 return;
1384
1385         /*
1386          * This is safe, as this function is called with the timer
1387          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1388          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1389          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1390          * timer into account automatically.
1391          */
1392         if (rq->curr != rq->idle)
1393                 return;
1394
1395         /*
1396          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1397          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1398          * idle task through an additional NOOP schedule()
1399          */
1400         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1401
1402         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1403         smp_mb();
1404         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1405                 smp_send_reschedule(cpu);
1406 }
1407
1408 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1409 {
1410         return idle_cpu(smp_processor_id()) && this_rq()->nohz_balance_kick;
1411 }
1412
1413 #else /* CONFIG_NO_HZ */
1414
1415 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
1416 {
1417         return false;
1418 }
1419
1420 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1421
1422 static u64 sched_avg_period(void)
1423 {
1424         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1425 }
1426
1427 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1428 {
1429         s64 period = sched_avg_period();
1430
1431         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1432                 /*
1433                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1434                  * optimising this loop into a divmod call.
1435                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1436                  */
1437                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
1438                 rq->age_stamp += period;
1439                 rq->rt_avg /= 2;
1440         }
1441 }
1442
1443 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1444 {
1445         rq->rt_avg += rt_delta;
1446         sched_avg_update(rq);
1447 }
1448
1449 #else /* !CONFIG_SMP */
1450 static void resched_task(struct task_struct *p)
1451 {
1452         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1453         set_tsk_need_resched(p);
1454 }
1455
1456 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1457 {
1458 }
1459
1460 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1461 {
1462 }
1463 #endif /* CONFIG_SMP */
1464
1465 #if BITS_PER_LONG == 32
1466 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1467 #else
1468 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1469 #endif
1470
1471 #define WMULT_SHIFT     32
1472
1473 /*
1474  * Shift right and round:
1475  */
1476 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1477
1478 /*
1479  * delta *= weight / lw
1480  */
1481 static unsigned long
1482 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1483                 struct load_weight *lw)
1484 {
1485         u64 tmp;
1486
1487         /*
1488          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
1489          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
1490          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
1491          */
1492         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
1493                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
1494         else
1495                 tmp = (u64)delta_exec;
1496
1497         if (!lw->inv_weight) {
1498                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
1499
1500                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
1501                         lw->inv_weight = 1;
1502                 else if (unlikely(!w))
1503                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
1504                 else
1505                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
1506         }
1507
1508         /*
1509          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1510          */
1511         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1512                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1513                         WMULT_SHIFT/2);
1514         else
1515                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1516
1517         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1518 }
1519
1520 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1521 {
1522         lw->weight += inc;
1523         lw->inv_weight = 0;
1524 }
1525
1526 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1527 {
1528         lw->weight -= dec;
1529         lw->inv_weight = 0;
1530 }
1531
1532 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
1533 {
1534         lw->weight = w;
1535         lw->inv_weight = 0;
1536 }
1537
1538 /*
1539  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1540  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1541  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1542  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1543  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1544  * slice expiry etc.
1545  */
1546
1547 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1548 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1549
1550 /*
1551  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1552  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1553  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1554  * that remained on nice 0.
1555  *
1556  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1557  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1558  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1559  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1560  * the relative distance between them is ~25%.)
1561  */
1562 static const int prio_to_weight[40] = {
1563  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1564  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1565  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1566  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1567  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1568  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1569  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1570  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1571 };
1572
1573 /*
1574  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1575  *
1576  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1577  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1578  * into multiplications:
1579  */
1580 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1581  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1582  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1583  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1584  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1585  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1586  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1587  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1588  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1589 };
1590
1591 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1592 enum cpuacct_stat_index {
1593         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1594         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1595
1596         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1597 };
1598
1599 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1600 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1601 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1602                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1603 #else
1604 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1605 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1606                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1607 #endif
1608
1609 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1610 {
1611         update_load_add(&rq->load, load);
1612 }
1613
1614 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1615 {
1616         update_load_sub(&rq->load, load);
1617 }
1618
1619 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1620                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1621 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1622
1623 /*
1624  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1625  * node and @up when leaving it for the final time.
1626  *
1627  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1628  */
1629 static int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1630                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1631 {
1632         struct task_group *parent, *child;
1633         int ret;
1634
1635         parent = from;
1636
1637 down:
1638         ret = (*down)(parent, data);
1639         if (ret)
1640                 goto out;
1641         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1642                 parent = child;
1643                 goto down;
1644
1645 up:
1646                 continue;
1647         }
1648         ret = (*up)(parent, data);
1649         if (ret || parent == from)
1650                 goto out;
1651
1652         child = parent;
1653         parent = parent->parent;
1654         if (parent)
1655                 goto up;
1656 out:
1657         return ret;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1662  * leaving it for the final time.
1663  *
1664  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1665  */
1666
1667 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1668 {
1669         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
1670 }
1671
1672 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1673 {
1674         return 0;
1675 }
1676 #endif
1677
1678 #ifdef CONFIG_SMP
1679 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1680 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1681 {
1682         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1687  * according to the scheduling class and "nice" value.
1688  *
1689  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1690  * balance conservatively.
1691  */
1692 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1693 {
1694         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1695         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1696
1697         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1698                 return total;
1699
1700         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1705  * according to the scheduling class and "nice" value.
1706  */
1707 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1708 {
1709         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1710         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1711
1712         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1713                 return total;
1714
1715         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1716 }
1717
1718 static unsigned long power_of(int cpu)
1719 {
1720         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
1721 }
1722
1723 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1724
1725 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1726 {
1727         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1728         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1729
1730         if (nr_running)
1731                 return rq->load.weight / nr_running;
1732
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1737
1738 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1739
1740 /*
1741  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1742  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1743  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1744  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1745  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1746  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1747  */
1748 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1749         __releases(this_rq->lock)
1750         __acquires(busiest->lock)
1751         __acquires(this_rq->lock)
1752 {
1753         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1754         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1755
1756         return 1;
1757 }
1758
1759 #else
1760 /*
1761  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1762  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1763  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1764  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1765  * regardless of entry order into the function.
1766  */
1767 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1768         __releases(this_rq->lock)
1769         __acquires(busiest->lock)
1770         __acquires(this_rq->lock)
1771 {
1772         int ret = 0;
1773
1774         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1775                 if (busiest < this_rq) {
1776                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1777                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1778                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1779                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1780                         ret = 1;
1781                 } else
1782                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1783                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1784         }
1785         return ret;
1786 }
1787
1788 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1789
1790 /*
1791  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1792  */
1793 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1794 {
1795         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1796                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1797                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1798                 BUG_ON(1);
1799         }
1800
1801         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1802 }
1803
1804 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1805         __releases(busiest->lock)
1806 {
1807         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1808         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1809 }
1810
1811 /*
1812  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1813  *
1814  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1815  * you need to do so manually before calling.
1816  */
1817 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1818         __acquires(rq1->lock)
1819         __acquires(rq2->lock)
1820 {
1821         BUG_ON(!irqs_disabled());
1822         if (rq1 == rq2) {
1823                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1824                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1825         } else {
1826                 if (rq1 < rq2) {
1827                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1828                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1829                 } else {
1830                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1831                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1832                 }
1833         }
1834 }
1835
1836 /*
1837  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1838  *
1839  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1840  * you need to do so manually after calling.
1841  */
1842 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1843         __releases(rq1->lock)
1844         __releases(rq2->lock)
1845 {
1846         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1847         if (rq1 != rq2)
1848                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1849         else
1850                 __release(rq2->lock);
1851 }
1852
1853 #else /* CONFIG_SMP */
1854
1855 /*
1856  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1857  *
1858  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1859  * you need to do so manually before calling.
1860  */
1861 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1862         __acquires(rq1->lock)
1863         __acquires(rq2->lock)
1864 {
1865         BUG_ON(!irqs_disabled());
1866         BUG_ON(rq1 != rq2);
1867         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1868         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1869 }
1870
1871 /*
1872  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1873  *
1874  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1875  * you need to do so manually after calling.
1876  */
1877 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1878         __releases(rq1->lock)
1879         __releases(rq2->lock)
1880 {
1881         BUG_ON(rq1 != rq2);
1882         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1883         __release(rq2->lock);
1884 }
1885
1886 #endif
1887
1888 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq);
1889 static void update_sysctl(void);
1890 static int get_update_sysctl_factor(void);
1891 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
1892
1893 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1894 {
1895         set_task_rq(p, cpu);
1896 #ifdef CONFIG_SMP
1897         /*
1898          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1899          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1900          * per-task data have been completed by this moment.
1901          */
1902         smp_wmb();
1903         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1904 #endif
1905 }
1906
1907 static const struct sched_class rt_sched_class;
1908
1909 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1910 #define for_each_class(class) \
1911    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1912
1913 #include "sched_stats.h"
1914
1915 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1916 {
1917         rq->nr_running++;
1918 }
1919
1920 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1921 {
1922         rq->nr_running--;
1923 }
1924
1925 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1926 {
1927         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1928         struct load_weight *load = &p->se.load;
1929
1930         /*
1931          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1932          */
1933         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1934                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1935                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1936                 return;
1937         }
1938
1939         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
1940         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
1941 }
1942
1943 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1944 {
1945         update_rq_clock(rq);
1946         sched_info_queued(p);
1947         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1948 }
1949
1950 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1951 {
1952         update_rq_clock(rq);
1953         sched_info_dequeued(p);
1954         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * activate_task - move a task to the runqueue.
1959  */
1960 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1961 {
1962         if (task_contributes_to_load(p))
1963                 rq->nr_uninterruptible--;
1964
1965         enqueue_task(rq, p, flags);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1970  */
1971 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1972 {
1973         if (task_contributes_to_load(p))
1974                 rq->nr_uninterruptible++;
1975
1976         dequeue_task(rq, p, flags);
1977 }
1978
1979 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1980
1981 /*
1982  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
1983  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
1984  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
1985  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
1986  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
1987  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
1988  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
1989  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
1990  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
1991  */
1992 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1993 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1994
1995 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
1996 static int sched_clock_irqtime;
1997
1998 void enable_sched_clock_irqtime(void)
1999 {
2000         sched_clock_irqtime = 1;
2001 }
2002
2003 void disable_sched_clock_irqtime(void)
2004 {
2005         sched_clock_irqtime = 0;
2006 }
2007
2008 #ifndef CONFIG_64BIT
2009 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
2010
2011 static inline void irq_time_write_begin(void)
2012 {
2013         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2014         smp_wmb();
2015 }
2016
2017 static inline void irq_time_write_end(void)
2018 {
2019         smp_wmb();
2020         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
2021 }
2022
2023 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2024 {
2025         u64 irq_time;
2026         unsigned seq;
2027
2028         do {
2029                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
2030                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
2031                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2032         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
2033
2034         return irq_time;
2035 }
2036 #else /* CONFIG_64BIT */
2037 static inline void irq_time_write_begin(void)
2038 {
2039 }
2040
2041 static inline void irq_time_write_end(void)
2042 {
2043 }
2044
2045 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2046 {
2047         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
2048 }
2049 #endif /* CONFIG_64BIT */
2050
2051 /*
2052  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
2053  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
2054  */
2055 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
2056 {
2057         unsigned long flags;
2058         s64 delta;
2059         int cpu;
2060
2061         if (!sched_clock_irqtime)
2062                 return;
2063
2064         local_irq_save(flags);
2065
2066         cpu = smp_processor_id();
2067         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
2068         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
2069
2070         irq_time_write_begin();
2071         /*
2072          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
2073          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
2074          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
2075          * that do not consume any time, but still wants to run.
2076          */
2077         if (hardirq_count())
2078                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
2079         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
2080                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
2081
2082         irq_time_write_end();
2083         local_irq_restore(flags);
2084 }
2085 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
2086
2087 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2088
2089 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2090 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
2091 {
2092         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
2093                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
2094
2095         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
2096 }
2097 #endif
2098
2099 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
2100 {
2101 /*
2102  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
2103  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
2104  */
2105 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2106         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
2107 #endif
2108 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2109         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
2110
2111         /*
2112          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
2113          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
2114          * {soft,}irq region.
2115          *
2116          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
2117          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
2118          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
2119          * monotonic.
2120          *
2121          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
2122          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
2123          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
2124          * atomic ops.
2125          */
2126         if (irq_delta > delta)
2127                 irq_delta = delta;
2128
2129         rq->prev_irq_time += irq_delta;
2130         delta -= irq_delta;
2131 #endif
2132 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2133         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
2134                 u64 st;
2135
2136                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
2137                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
2138
2139                 if (unlikely(steal > delta))
2140                         steal = delta;
2141
2142                 st = steal_ticks(steal);
2143                 steal = st * TICK_NSEC;
2144
2145                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
2146
2147                 delta -= steal;
2148         }
2149 #endif
2150
2151         rq->clock_task += delta;
2152
2153 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2154         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
2155                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
2156 #endif
2157 }
2158
2159 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2160 static int irqtime_account_hi_update(void)
2161 {
2162         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2163         unsigned long flags;
2164         u64 latest_ns;
2165         int ret = 0;
2166
2167         local_irq_save(flags);
2168         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
2169         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
2170                 ret = 1;
2171         local_irq_restore(flags);
2172         return ret;
2173 }
2174
2175 static int irqtime_account_si_update(void)
2176 {
2177         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2178         unsigned long flags;
2179         u64 latest_ns;
2180         int ret = 0;
2181
2182         local_irq_save(flags);
2183         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
2184         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
2185                 ret = 1;
2186         local_irq_restore(flags);
2187         return ret;
2188 }
2189
2190 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2191
2192 #define sched_clock_irqtime     (0)
2193
2194 #endif
2195
2196 #include "sched_idletask.c"
2197 #include "sched_fair.c"
2198 #include "sched_rt.c"
2199 #include "sched_autogroup.c"
2200 #include "sched_stoptask.c"
2201 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2202 # include "sched_debug.c"
2203 #endif
2204
2205 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2206 {
2207         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2208         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2209
2210         if (stop) {
2211                 /*
2212                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2213                  * userspace knows about and won't get confused about.
2214                  *
2215                  * Also, it will make PI more or less work without too
2216                  * much confusion -- but then, stop work should not
2217                  * rely on PI working anyway.
2218                  */
2219                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2220
2221                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2222         }
2223
2224         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2225
2226         if (old_stop) {
2227                 /*
2228                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2229                  * it can die in pieces.
2230                  */
2231                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2232         }
2233 }
2234
2235 /*
2236  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
2237  */
2238 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
2239 {
2240         return p->static_prio;
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2245  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2246  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2247  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2248  * estimator recalculates.
2249  */
2250 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2251 {
2252         int prio;
2253
2254         if (task_has_rt_policy(p))
2255                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2256         else
2257                 prio = __normal_prio(p);
2258         return prio;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2263  * taken into account by the scheduler. This value might
2264  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2265  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2266  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2267  */
2268 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2269 {
2270         p->normal_prio = normal_prio(p);
2271         /*
2272          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2273          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2274          * to the normal priority:
2275          */
2276         if (!rt_prio(p->prio))
2277                 return p->normal_prio;
2278         return p->prio;
2279 }
2280
2281 /**
2282  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2283  * @p: the task in question.
2284  */
2285 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2286 {
2287         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2288 }
2289
2290 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2291                                        const struct sched_class *prev_class,
2292                                        int oldprio)
2293 {
2294         if (prev_class != p->sched_class) {
2295                 if (prev_class->switched_from)
2296                         prev_class->switched_from(rq, p);
2297                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2298         } else if (oldprio != p->prio)
2299                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2300 }
2301
2302 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2303 {
2304         const struct sched_class *class;
2305
2306         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
2307                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2308         } else {
2309                 for_each_class(class) {
2310                         if (class == rq->curr->sched_class)
2311                                 break;
2312                         if (class == p->sched_class) {
2313                                 resched_task(rq->curr);
2314                                 break;
2315                         }
2316                 }
2317         }
2318
2319         /*
2320          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2321          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2322          */
2323         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2324                 rq->skip_clock_update = 1;
2325 }
2326
2327 #ifdef CONFIG_SMP
2328 /*
2329  * Is this task likely cache-hot:
2330  */
2331 static int
2332 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2333 {
2334         s64 delta;
2335
2336         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2337                 return 0;
2338
2339         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
2340                 return 0;
2341
2342         /*
2343          * Buddy candidates are cache hot:
2344          */
2345         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2346                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2347                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2348                 return 1;
2349
2350         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2351                 return 1;
2352         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2353                 return 0;
2354
2355         delta = now - p->se.exec_start;
2356
2357         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2358 }
2359
2360 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2361 {
2362 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2363         /*
2364          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2365          * ttwu() will sort out the placement.
2366          */
2367         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2368                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2369
2370 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2371         /*
2372          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2373          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2374          *
2375          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2376          * see set_task_rq().
2377          *
2378          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2379          * task_rq_lock().
2380          */
2381         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2382                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2383 #endif
2384 #endif
2385
2386         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2387
2388         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2389                 p->se.nr_migrations++;
2390                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
2391         }
2392
2393         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2394 }
2395
2396 struct migration_arg {
2397         struct task_struct *task;
2398         int dest_cpu;
2399 };
2400
2401 static int migration_cpu_stop(void *data);
2402
2403 /*
2404  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2405  *
2406  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2407  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2408  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2409  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2410  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2411  * @p has remained unscheduled the whole time.
2412  *
2413  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2414  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2415  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2416  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2417  * waiting to become inactive.
2418  */
2419 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2420 {
2421         unsigned long flags;
2422         int running, on_rq;
2423         unsigned long ncsw;
2424         struct rq *rq;
2425
2426         for (;;) {
2427                 /*
2428                  * We do the initial early heuristics without holding
2429                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2430                  * the runqueue lock when things look like they will
2431                  * work out!
2432                  */
2433                 rq = task_rq(p);
2434
2435                 /*
2436                  * If the task is actively running on another CPU
2437                  * still, just relax and busy-wait without holding
2438                  * any locks.
2439                  *
2440                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2441                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2442                  * But we don't care, since "task_running()" will
2443                  * return false if the runqueue has changed and p
2444                  * is actually now running somewhere else!
2445                  */
2446                 while (task_running(rq, p)) {
2447                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2448                                 return 0;
2449                         cpu_relax();
2450                 }
2451
2452                 /*
2453                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2454                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2455                  * just go back and repeat.
2456                  */
2457                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2458                 trace_sched_wait_task(p);
2459                 running = task_running(rq, p);
2460                 on_rq = p->on_rq;
2461                 ncsw = 0;
2462                 if (!match_state || p->state == match_state)
2463                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2464                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2465
2466                 /*
2467                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2468                  */
2469                 if (unlikely(!ncsw))
2470                         break;
2471
2472                 /*
2473                  * Was it really running after all now that we
2474                  * checked with the proper locks actually held?
2475                  *
2476                  * Oops. Go back and try again..
2477                  */
2478                 if (unlikely(running)) {
2479                         cpu_relax();
2480                         continue;
2481                 }
2482
2483                 /*
2484                  * It's not enough that it's not actively running,
2485                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2486                  * preempted!
2487                  *
2488                  * So if it was still runnable (but just not actively
2489                  * running right now), it's preempted, and we should
2490                  * yield - it could be a while.
2491                  */
2492                 if (unlikely(on_rq)) {
2493                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
2494
2495                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2496                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2497                         continue;
2498                 }
2499
2500                 /*
2501                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2502                  * runnable, which means that it will never become
2503                  * running in the future either. We're all done!
2504                  */
2505                 break;
2506         }
2507
2508         return ncsw;
2509 }
2510
2511 /***
2512  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2513  * @p: the to-be-kicked thread
2514  *
2515  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2516  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2517  *
2518  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2519  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2520  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2521  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2522  * achieved as well.
2523  */
2524 void kick_process(struct task_struct *p)
2525 {
2526         int cpu;
2527
2528         preempt_disable();
2529         cpu = task_cpu(p);
2530         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2531                 smp_send_reschedule(cpu);
2532         preempt_enable();
2533 }
2534 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2535 #endif /* CONFIG_SMP */
2536
2537 #ifdef CONFIG_SMP
2538 /*
2539  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2540  */
2541 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2542 {
2543         int dest_cpu;
2544         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2545
2546         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2547         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2548                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2549                         return dest_cpu;
2550
2551         /* Any allowed, online CPU? */
2552         dest_cpu = cpumask_any_and(tsk_cpus_allowed(p), cpu_active_mask);
2553         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2554                 return dest_cpu;
2555
2556         /* No more Mr. Nice Guy. */
2557         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2558         /*
2559          * Don't tell them about moving exiting tasks or
2560          * kernel threads (both mm NULL), since they never
2561          * leave kernel.
2562          */
2563         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2564                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2565                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2566         }
2567
2568         return dest_cpu;
2569 }
2570
2571 /*
2572  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
2573  */
2574 static inline
2575 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2576 {
2577         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2578
2579         /*
2580          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2581          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2582          * cpu.
2583          *
2584          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2585          *
2586          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2587          *   not worry about this generic constraint ]
2588          */
2589         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
2590                      !cpu_online(cpu)))
2591                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2592
2593         return cpu;
2594 }
2595
2596 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2597 {
2598         s64 diff = sample - *avg;
2599         *avg += diff >> 3;
2600 }
2601 #endif
2602
2603 static void
2604 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2605 {
2606 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2607         struct rq *rq = this_rq();
2608
2609 #ifdef CONFIG_SMP
2610         int this_cpu = smp_processor_id();
2611
2612         if (cpu == this_cpu) {
2613                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2614                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
2615         } else {
2616                 struct sched_domain *sd;
2617
2618                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
2619                 rcu_read_lock();
2620                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2621                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2622                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2623                                 break;
2624                         }
2625                 }
2626                 rcu_read_unlock();
2627         }
2628
2629         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2630                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2631
2632 #endif /* CONFIG_SMP */
2633
2634         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2635         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
2636
2637         if (wake_flags & WF_SYNC)
2638                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
2639
2640 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2641 }
2642
2643 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
2644 {
2645         activate_task(rq, p, en_flags);
2646         p->on_rq = 1;
2647
2648         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
2649         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
2650                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2655  */
2656 static void
2657 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2658 {
2659         trace_sched_wakeup(p, true);
2660         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2661
2662         p->state = TASK_RUNNING;
2663 #ifdef CONFIG_SMP
2664         if (p->sched_class->task_woken)
2665                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2666
2667         if (rq->idle_stamp) {
2668                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2669                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2670
2671                 if (delta > max)
2672                         rq->avg_idle = max;
2673                 else
2674                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2675                 rq->idle_stamp = 0;
2676         }
2677 #endif
2678 }
2679
2680 static void
2681 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2682 {
2683 #ifdef CONFIG_SMP
2684         if (p->sched_contributes_to_load)
2685                 rq->nr_uninterruptible--;
2686 #endif
2687
2688         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
2689         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2694  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2695  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2696  * the task is still ->on_rq.
2697  */
2698 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2699 {
2700         struct rq *rq;
2701         int ret = 0;
2702
2703         rq = __task_rq_lock(p);
2704         if (p->on_rq) {
2705                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2706                 ret = 1;
2707         }
2708         __task_rq_unlock(rq);
2709
2710         return ret;
2711 }
2712
2713 #ifdef CONFIG_SMP
2714 static void sched_ttwu_pending(void)
2715 {
2716         struct rq *rq = this_rq();
2717         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2718         struct task_struct *p;
2719
2720         raw_spin_lock(&rq->lock);
2721
2722         while (llist) {
2723                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
2724                 llist = llist_next(llist);
2725                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2726         }
2727
2728         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2729 }
2730
2731 void scheduler_ipi(void)
2732 {
2733         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2734                 return;
2735
2736         /*
2737          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2738          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2739          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2740          * we do call them.
2741          *
2742          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2743          * properly.
2744          *
2745          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2746          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2747          * somewhat pessimize the simple resched case.
2748          */
2749         irq_enter();
2750         sched_ttwu_pending();
2751
2752         /*
2753          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2754          */
2755         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
2756                 this_rq()->idle_balance = 1;
2757                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2758         }
2759         irq_exit();
2760 }
2761
2762 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
2763 {
2764         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
2765                 smp_send_reschedule(cpu);
2766 }
2767
2768 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2769 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2770 {
2771         struct rq *rq;
2772         int ret = 0;
2773
2774         rq = __task_rq_lock(p);
2775         if (p->on_cpu) {
2776                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2777                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2778                 ret = 1;
2779         }
2780         __task_rq_unlock(rq);
2781
2782         return ret;
2783
2784 }
2785 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
2786 #endif /* CONFIG_SMP */
2787
2788 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2789 {
2790         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2791
2792 #if defined(CONFIG_SMP)
2793         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
2794                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2795                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2796                 return;
2797         }
2798 #endif
2799
2800         raw_spin_lock(&rq->lock);
2801         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2802         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2803 }
2804
2805 /**
2806  * try_to_wake_up - wake up a thread
2807  * @p: the thread to be awakened
2808  * @state: the mask of task states that can be woken
2809  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2810  *
2811  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2812  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2813  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2814  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2815  * runnable without the overhead of this.
2816  *
2817  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
2818  * or @state didn't match @p's state.
2819  */
2820 static int
2821 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2822 {
2823         unsigned long flags;
2824         int cpu, success = 0;
2825
2826         smp_wmb();
2827         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2828         if (!(p->state & state))
2829                 goto out;
2830
2831         success = 1; /* we're going to change ->state */
2832         cpu = task_cpu(p);
2833
2834         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2835                 goto stat;
2836
2837 #ifdef CONFIG_SMP
2838         /*
2839          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2840          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2841          */
2842         while (p->on_cpu) {
2843 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2844                 /*
2845                  * In case the architecture enables interrupts in
2846                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
2847                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
2848                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
2849                  * remote wakeup.
2850                  */
2851                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
2852                         goto stat;
2853 #else
2854                 cpu_relax();
2855 #endif
2856         }
2857         /*
2858          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
2859          */
2860         smp_rmb();
2861
2862         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2863         p->state = TASK_WAKING;
2864
2865         if (p->sched_class->task_waking)
2866                 p->sched_class->task_waking(p);
2867
2868         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2869         if (task_cpu(p) != cpu) {
2870                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2871                 set_task_cpu(p, cpu);
2872         }
2873 #endif /* CONFIG_SMP */
2874
2875         ttwu_queue(p, cpu);
2876 stat:
2877         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2878 out:
2879         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2880
2881         return success;
2882 }
2883
2884 /**
2885  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2886  * @p: the thread to be awakened
2887  *
2888  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2889  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2890  * the current task.
2891  */
2892 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2893 {
2894         struct rq *rq = task_rq(p);
2895
2896         BUG_ON(rq != this_rq());
2897         BUG_ON(p == current);
2898         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2899
2900         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2901                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2902                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2903                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2904         }
2905
2906         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2907                 goto out;
2908
2909         if (!p->on_rq)
2910                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2911
2912         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2913         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2914 out:
2915         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2916 }
2917
2918 /**
2919  * wake_up_process - Wake up a specific process
2920  * @p: The process to be woken up.
2921  *
2922  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2923  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2924  * running.
2925  *
2926  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2927  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2928  */
2929 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2930 {
2931         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2932 }
2933 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2934
2935 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2936 {
2937         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2942  * p is forked by current.
2943  *
2944  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2945  */
2946 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2947 {
2948         p->on_rq                        = 0;
2949
2950         p->se.on_rq                     = 0;
2951         p->se.exec_start                = 0;
2952         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2953         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2954         p->se.nr_migrations             = 0;
2955         p->se.vruntime                  = 0;
2956         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2957
2958 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2959         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2960 #endif
2961
2962         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2963
2964 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2965         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2966 #endif
2967 }
2968
2969 /*
2970  * fork()/clone()-time setup:
2971  */
2972 void sched_fork(struct task_struct *p)
2973 {
2974         unsigned long flags;
2975         int cpu = get_cpu();
2976
2977         __sched_fork(p);
2978         /*
2979          * We mark the process as running here. This guarantees that
2980          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2981          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2982          */
2983         p->state = TASK_RUNNING;
2984
2985         /*
2986          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2987          */
2988         p->prio = current->normal_prio;
2989
2990         /*
2991          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2992          */
2993         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2994                 if (task_has_rt_policy(p)) {
2995                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2996                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2997                         p->rt_priority = 0;
2998                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2999                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
3000
3001                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
3002                 set_load_weight(p);
3003
3004                 /*
3005                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
3006                  * fulfilled its duty:
3007                  */
3008                 p->sched_reset_on_fork = 0;
3009         }
3010
3011         if (!rt_prio(p->prio))
3012                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3013
3014         if (p->sched_class->task_fork)
3015                 p->sched_class->task_fork(p);
3016
3017         /*
3018          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
3019          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
3020          * is ran before sched_fork().
3021          *
3022          * Silence PROVE_RCU.
3023          */
3024         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3025         set_task_cpu(p, cpu);
3026         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3027
3028 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
3029         if (likely(sched_info_on()))
3030                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
3031 #endif
3032 #if defined(CONFIG_SMP)
3033         p->on_cpu = 0;
3034 #endif
3035 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3036         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
3037         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
3038 #endif
3039 #ifdef CONFIG_SMP
3040         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
3041 #endif
3042
3043         put_cpu();
3044 }
3045
3046 /*
3047  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
3048  *
3049  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
3050  * that must be done for every newly created context, then puts the task
3051  * on the runqueue and wakes it.
3052  */
3053 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
3054 {
3055         unsigned long flags;
3056         struct rq *rq;
3057
3058         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3059 #ifdef CONFIG_SMP
3060         /*
3061          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3062          *  - cpus_allowed can change in the fork path
3063          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
3064          */
3065         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
3066 #endif
3067
3068         rq = __task_rq_lock(p);
3069         activate_task(rq, p, 0);
3070         p->on_rq = 1;
3071         trace_sched_wakeup_new(p, true);
3072         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3073 #ifdef CONFIG_SMP
3074         if (p->sched_class->task_woken)
3075                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3076 #endif
3077         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3078 }
3079
3080 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3081
3082 /**
3083  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3084  * @notifier: notifier struct to register
3085  */
3086 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3087 {
3088         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3089 }
3090 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3091
3092 /**
3093  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3094  * @notifier: notifier struct to unregister
3095  *
3096  * This is safe to call from within a preemption notifier.
3097  */
3098 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3099 {
3100         hlist_del(&notifier->link);
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3103
3104 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3105 {
3106         struct preempt_notifier *notifier;
3107         struct hlist_node *node;
3108
3109         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3110                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3111 }
3112
3113 static void
3114 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3115                                  struct task_struct *next)
3116 {
3117         struct preempt_notifier *notifier;
3118         struct hlist_node *node;
3119
3120         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3121                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3122 }
3123
3124 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3125
3126 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3127 {
3128 }
3129
3130 static void
3131 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3132                                  struct task_struct *next)
3133 {
3134 }
3135
3136 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3137
3138 /**
3139  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3140  * @rq: the runqueue preparing to switch
3141  * @prev: the current task that is being switched out
3142  * @next: the task we are going to switch to.
3143  *
3144  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3145  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3146  * switch.
3147  *
3148  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3149  * hooks.
3150  */
3151 static inline void
3152 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3153                     struct task_struct *next)
3154 {
3155         sched_info_switch(prev, next);
3156         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3157         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3158         prepare_lock_switch(rq, next);
3159         prepare_arch_switch(next);
3160         trace_sched_switch(prev, next);
3161 }
3162
3163 /**
3164  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3165  * @rq: runqueue associated with task-switch
3166  * @prev: the thread we just switched away from.
3167  *
3168  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3169  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3170  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3171  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3172  *
3173  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3174  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3175  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3176  * details.)
3177  */
3178 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3179         __releases(rq->lock)
3180 {
3181         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3182         long prev_state;
3183
3184         rq->prev_mm = NULL;
3185
3186         /*
3187          * A task struct has one reference for the use as "current".
3188          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3189          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3190          * the scheduled task must drop that reference.
3191          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
3192          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
3193          * there before we look at prev->state, and then the reference would
3194          * be dropped twice.
3195          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
3196          */
3197         prev_state = prev->state;
3198         finish_arch_switch(prev);
3199 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3200         local_irq_disable();
3201 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3202         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3203 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3204         local_irq_enable();
3205 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3206         finish_lock_switch(rq, prev);
3207
3208         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3209         if (mm)
3210                 mmdrop(mm);
3211         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3212                 /*
3213                  * Remove function-return probe instances associated with this
3214                  * task and put them back on the free list.
3215                  */
3216                 kprobe_flush_task(prev);
3217                 put_task_struct(prev);
3218         }
3219 }
3220
3221 #ifdef CONFIG_SMP
3222
3223 /* assumes rq->lock is held */
3224 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3225 {
3226         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3227                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3228 }
3229
3230 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3231 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3232 {
3233         if (rq->post_schedule) {
3234                 unsigned long flags;
3235
3236                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3237                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
3238                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
3239                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3240
3241                 rq->post_schedule = 0;
3242         }
3243 }
3244
3245 #else
3246
3247 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3248 {
3249 }
3250
3251 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3252 {
3253 }
3254
3255 #endif
3256
3257 /**
3258  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3259  * @prev: the thread we just switched away from.
3260  */
3261 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3262         __releases(rq->lock)
3263 {
3264         struct rq *rq = this_rq();
3265
3266         finish_task_switch(rq, prev);
3267
3268         /*
3269          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
3270          * task_switch?
3271          */
3272         post_schedule(rq);
3273
3274 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3275         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
3276         preempt_enable();
3277 #endif
3278         if (current->set_child_tid)
3279                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3280 }
3281
3282 /*
3283  * context_switch - switch to the new MM and the new
3284  * thread's register state.
3285  */
3286 static inline void
3287 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3288                struct task_struct *next)
3289 {
3290         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3291
3292         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3293
3294         mm = next->mm;
3295         oldmm = prev->active_mm;
3296         /*
3297          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3298          * combine the page table reload and the switch backend into
3299          * one hypercall.
3300          */
3301         arch_start_context_switch(prev);
3302
3303         if (!mm) {
3304                 next->active_mm = oldmm;
3305                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
3306                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3307         } else
3308                 switch_mm(oldmm, mm, next);
3309
3310         if (!prev->mm) {
3311                 prev->active_mm = NULL;
3312                 rq->prev_mm = oldmm;
3313         }
3314         /*
3315          * Since the runqueue lock will be released by the next
3316          * task (which is an invalid locking op but in the case
3317          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3318          * do an early lockdep release here:
3319          */
3320 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3321         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3322 #endif
3323
3324         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3325         switch_to(prev, next, prev);
3326
3327         barrier();
3328         /*
3329          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
3330          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
3331          * frame will be invalid.
3332          */
3333         finish_task_switch(this_rq(), prev);
3334 }
3335
3336 /*
3337  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
3338  *
3339  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3340  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
3341  * number of context switches performed since bootup.
3342  */
3343 unsigned long nr_running(void)
3344 {
3345         unsigned long i, sum = 0;
3346
3347         for_each_online_cpu(i)
3348                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3349
3350         return sum;
3351 }
3352
3353 unsigned long nr_uninterruptible(void)
3354 {
3355         unsigned long i, sum = 0;
3356
3357         for_each_possible_cpu(i)
3358                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
3359
3360         /*
3361          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
3362          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
3363          */
3364         if (unlikely((long)sum < 0))
3365                 sum = 0;
3366
3367         return sum;
3368 }
3369
3370 unsigned long long nr_context_switches(void)
3371 {
3372         int i;
3373         unsigned long long sum = 0;
3374
3375         for_each_possible_cpu(i)
3376                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3377
3378         return sum;
3379 }
3380
3381 unsigned long nr_iowait(void)
3382 {
3383         unsigned long i, sum = 0;
3384
3385         for_each_possible_cpu(i)
3386                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
3387
3388         return sum;
3389 }
3390
3391 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3392 {
3393         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
3394         return atomic_read(&this->nr_iowait);
3395 }
3396
3397 unsigned long this_cpu_load(void)
3398 {
3399         struct rq *this = this_rq();
3400         return this->cpu_load[0];
3401 }
3402
3403
3404 /* Variables and functions for calc_load */
3405 static atomic_long_t calc_load_tasks;
3406 static unsigned long calc_load_update;
3407 unsigned long avenrun[3];
3408 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
3409
3410 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
3411 {
3412         long nr_active, delta = 0;
3413
3414         nr_active = this_rq->nr_running;
3415         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3416
3417         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3418                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3419                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3420         }
3421
3422         return delta;
3423 }
3424
3425 static unsigned long
3426 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3427 {
3428         load *= exp;
3429         load += active * (FIXED_1 - exp);
3430         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
3431         return load >> FSHIFT;
3432 }
3433
3434 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3435 /*
3436  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
3437  *
3438  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
3439  */
3440 static atomic_long_t calc_load_tasks_idle;
3441
3442 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
3443 {
3444         long delta;
3445
3446         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
3447         if (delta)
3448                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks_idle);
3449 }
3450
3451 static long calc_load_fold_idle(void)
3452 {
3453         long delta = 0;
3454
3455         /*
3456          * Its got a race, we don't care...
3457          */
3458         if (atomic_long_read(&calc_load_tasks_idle))
3459                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_tasks_idle, 0);
3460
3461         return delta;
3462 }
3463
3464 /**
3465  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
3466  *
3467  * @x:         base of the power
3468  * @frac_bits: fractional bits of @x
3469  * @n:         power to raise @x to.
3470  *
3471  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
3472  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
3473  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
3474  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
3475  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
3476  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
3477  * vector.
3478  */
3479 static unsigned long
3480 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
3481 {
3482         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
3483
3484         if (n) for (;;) {
3485                 if (n & 1) {
3486                         result *= x;
3487                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
3488                         result >>= frac_bits;
3489                 }
3490                 n >>= 1;
3491                 if (!n)
3492                         break;
3493                 x *= x;
3494                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
3495                 x >>= frac_bits;
3496         }
3497
3498         return result;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3503  *
3504  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
3505  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
3506  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
3507  *
3508  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
3509  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
3510  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
3511  *
3512  *  ...
3513  *
3514  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
3515  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
3516  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
3517  *
3518  * [1] application of the geometric series:
3519  *
3520  *              n         1 - x^(n+1)
3521  *     S_n := \Sum x^i = -------------
3522  *             i=0          1 - x
3523  */
3524 static unsigned long
3525 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
3526             unsigned long active, unsigned int n)
3527 {
3528
3529         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
3530 }
3531
3532 /*
3533  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
3534  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
3535  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
3536  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
3537  *
3538  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
3539  * weights adjusted to the number of cycles missed.
3540  */
3541 static void calc_global_nohz(void)
3542 {
3543         long delta, active, n;
3544
3545         /*
3546          * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
3547          * any pending idle changes, the respective CPUs might have
3548          * missed the tick driven calc_load_account_active() update
3549          * due to NO_HZ.
3550          */
3551         delta = calc_load_fold_idle();
3552         if (delta)
3553                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3554
3555         /*
3556          * It could be the one fold was all it took, we done!
3557          */
3558         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3559                 return;
3560
3561         /*
3562          * Catch-up, fold however many we are behind still
3563          */
3564         delta = jiffies - calc_load_update - 10;
3565         n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
3566
3567         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3568         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3569
3570         avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
3571         avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
3572         avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
3573
3574         calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
3575 }
3576 #else
3577 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
3578 {
3579 }
3580
3581 static inline long calc_load_fold_idle(void)
3582 {
3583         return 0;
3584 }
3585
3586 static void calc_global_nohz(void)
3587 {
3588 }
3589 #endif
3590
3591 /**
3592  * get_avenrun - get the load average array
3593  * @loads:      pointer to dest load array
3594  * @offset:     offset to add
3595  * @shift:      shift count to shift the result left
3596  *
3597  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3598  */
3599 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3600 {
3601         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3602         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3603         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3604 }
3605
3606 /*
3607  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3608  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3609  */
3610 void calc_global_load(unsigned long ticks)
3611 {
3612         long active;
3613
3614         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3615                 return;
3616
3617         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3618         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3619
3620         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3621         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3622         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3623
3624         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3625
3626         /*
3627          * Account one period with whatever state we found before
3628          * folding in the nohz state and ageing the entire idle period.
3629          *
3630          * This avoids loosing a sample when we go idle between
3631          * calc_load_account_active() (10 ticks ago) and now and thus
3632          * under-accounting.
3633          */
3634         calc_global_nohz();
3635 }
3636
3637 /*
3638  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
3639  * active count.
3640  */
3641 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3642 {
3643         long delta;
3644
3645         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3646                 return;
3647
3648         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
3649         delta += calc_load_fold_idle();
3650         if (delta)
3651                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3652
3653         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3654 }
3655
3656 /*
3657  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
3658  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
3659  *
3660  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
3661  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
3662  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3663  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
3664  *
3665  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
3666  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3667  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
3668  *
3669  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
3670  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
3671  * particular idx is approximated to be zero.
3672  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
3673  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
3674  * based on 128 point scale.
3675  * Example:
3676  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
3677  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
3678  *
3679  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
3680  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
3681  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
3682  */
3683 #define DEGRADE_SHIFT           7
3684 static const unsigned char
3685                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
3686 static const unsigned char
3687                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
3688                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
3689                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
3690                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
3691                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
3692                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
3693
3694 /*
3695  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
3696  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
3697  * adding any new load.
3698  */
3699 static unsigned long
3700 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
3701 {
3702         int j = 0;
3703
3704         if (!missed_updates)
3705                 return load;
3706
3707         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
3708                 return 0;
3709
3710         if (idx == 1)
3711                 return load >> missed_updates;
3712
3713         while (missed_updates) {
3714                 if (missed_updates % 2)
3715                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
3716
3717                 missed_updates >>= 1;
3718                 j++;
3719         }
3720         return load;
3721 }
3722
3723 /*
3724  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3725  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
3726  * every tick. We fix it up based on jiffies.
3727  */
3728 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3729 {
3730         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3731         unsigned long curr_jiffies = jiffies;
3732         unsigned long pending_updates;
3733         int i, scale;
3734
3735         this_rq->nr_load_updates++;
3736
3737         /* Avoid repeated calls on same jiffy, when moving in and out of idle */
3738         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3739                 return;
3740
3741         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3742         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3743
3744         /* Update our load: */
3745         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
3746         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3747                 unsigned long old_load, new_load;
3748
3749                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3750
3751                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3752                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
3753                 new_load = this_load;
3754                 /*
3755                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3756                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3757                  * example.
3758                  */
3759                 if (new_load > old_load)
3760                         new_load += scale - 1;
3761
3762                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
3763         }
3764
3765         sched_avg_update(this_rq);
3766 }
3767
3768 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
3769 {
3770         update_cpu_load(this_rq);
3771
3772         calc_load_account_active(this_rq);
3773 }
3774
3775 #ifdef CONFIG_SMP
3776
3777 /*
3778  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3779  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3780  */
3781 void sched_exec(void)
3782 {
3783         struct task_struct *p = current;
3784         unsigned long flags;
3785         int dest_cpu;
3786
3787         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3788         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3789         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3790                 goto unlock;
3791
3792         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3793                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3794
3795                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3796                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3797                 return;
3798         }
3799 unlock:
3800         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3801 }
3802
3803 #endif
3804
3805 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3806
3807 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3808
3809 /*
3810  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
3811  * @p in case that task is currently running.
3812  *
3813  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
3814  */
3815 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3816 {
3817         u64 ns = 0;
3818
3819         if (task_current(rq, p)) {
3820                 update_rq_clock(rq);
3821                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
3822                 if ((s64)ns < 0)
3823                         ns = 0;
3824         }
3825
3826         return ns;
3827 }
3828
3829 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
3830 {
3831         unsigned long flags;
3832         struct rq *rq;
3833         u64 ns = 0;
3834
3835         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3836         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
3837         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3838
3839         return ns;
3840 }
3841
3842 /*
3843  * Return accounted runtime for the task.
3844  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3845  * pending runtime that have not been accounted yet.
3846  */
3847 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3848 {
3849         unsigned long flags;
3850         struct rq *rq;
3851         u64 ns = 0;
3852
3853         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3854         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
3855         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3856
3857         return ns;
3858 }
3859
3860 /*
3861  * Account user cpu time to a process.
3862  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3863  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3864  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3865  */
3866 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3867                        cputime_t cputime_scaled)
3868 {
3869         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3870         cputime64_t tmp;
3871
3872         /* Add user time to process. */
3873         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3874         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
3875         account_group_user_time(p, cputime);
3876
3877         /* Add user time to cpustat. */
3878         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3879         if (TASK_NICE(p) > 0)
3880                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3881         else
3882                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3883
3884         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
3885         /* Account for user time used */
3886         acct_update_integrals(p);
3887 }
3888
3889 /*
3890  * Account guest cpu time to a process.
3891  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3892  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3893  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3894  */
3895 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3896                                cputime_t cputime_scaled)
3897 {
3898         cputime64_t tmp;
3899         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3900
3901         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3902
3903         /* Add guest time to process. */
3904         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3905         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
3906         account_group_user_time(p, cputime);
3907         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3908
3909         /* Add guest time to cpustat. */
3910         if (TASK_NICE(p) > 0) {
3911                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3912                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
3913         } else {
3914                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3915                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3916         }
3917 }
3918
3919 /*
3920  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
3921  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3922  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3923  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3924  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
3925  */
3926 static inline
3927 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3928                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
3929 {
3930         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3931
3932         /* Add system time to process. */
3933         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3934         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
3935         account_group_system_time(p, cputime);
3936
3937         /* Add system time to cpustat. */
3938         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
3939         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
3940
3941         /* Account for system time used */
3942         acct_update_integrals(p);
3943 }
3944
3945 /*
3946  * Account system cpu time to a process.
3947  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3948  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3949  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3950  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3951  */
3952 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3953                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
3954 {
3955         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3956         cputime64_t *target_cputime64;
3957
3958         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
3959                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
3960                 return;
3961         }
3962
3963         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3964                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
3965         else if (in_serving_softirq())
3966                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
3967         else
3968                 target_cputime64 = &cpustat->system;
3969
3970         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
3971 }
3972
3973 /*
3974  * Account for involuntary wait time.
3975  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
3976  */
3977 void account_steal_time(cputime_t cputime)
3978 {
3979         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3980         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
3981
3982         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
3983 }
3984
3985 /*
3986  * Account for idle time.
3987  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
3988  */
3989 void account_idle_time(cputime_t cputime)
3990 {
3991         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3992         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
3993         struct rq *rq = this_rq();
3994
3995         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3996                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
3997         else
3998                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
3999 }
4000
4001 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
4002 {
4003 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
4004         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
4005                 u64 steal, st = 0;
4006
4007                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
4008                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
4009
4010                 st = steal_ticks(steal);
4011                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
4012
4013                 account_steal_time(st);
4014                 return st;
4015         }
4016 #endif
4017         return false;
4018 }
4019
4020 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4021
4022 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
4023 /*
4024  * Account a tick to a process and cpustat
4025  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4026  * @user_tick: is the tick from userspace
4027  * @rq: the pointer to rq
4028  *
4029  * Tick demultiplexing follows the order
4030  * - pending hardirq update
4031  * - pending softirq update
4032  * - user_time
4033  * - idle_time
4034  * - system time
4035  *   - check for guest_time
4036  *   - else account as system_time
4037  *
4038  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
4039  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
4040  * opportunity to update it solely in system time.
4041  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
4042  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
4043  */
4044 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4045                                                 struct rq *rq)
4046 {
4047         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4048         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
4049         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4050
4051         if (steal_account_process_tick())
4052                 return;
4053
4054         if (irqtime_account_hi_update()) {
4055                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4056         } else if (irqtime_account_si_update()) {
4057                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4058         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
4059                 /*
4060                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
4061                  * So, we have to handle it separately here.
4062                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
4063                  */
4064                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4065                                         &cpustat->softirq);
4066         } else if (user_tick) {
4067                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4068         } else if (p == rq->idle) {
4069                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4070         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
4071                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4072         } else {
4073                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
4074                                         &cpustat->system);
4075         }
4076 }
4077
4078 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
4079 {
4080         int i;
4081         struct rq *rq = this_rq();
4082
4083         for (i = 0; i < ticks; i++)
4084                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
4085 }
4086 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4087 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
4088 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
4089                                                 struct rq *rq) {}
4090 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4091
4092 /*
4093  * Account a single tick of cpu time.
4094  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4095  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4096  */
4097 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4098 {
4099         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4100         struct rq *rq = this_rq();
4101
4102         if (sched_clock_irqtime) {
4103                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
4104                 return;
4105         }
4106
4107         if (steal_account_process_tick())
4108                 return;
4109
4110         if (user_tick)
4111                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4112         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4113                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
4114                                     one_jiffy_scaled);
4115         else
4116                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4117 }
4118
4119 /*
4120  * Account multiple ticks of steal time.
4121  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4122  * @ticks: number of stolen ticks
4123  */
4124 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4125 {
4126         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4127 }
4128
4129 /*
4130  * Account multiple ticks of idle time.
4131  * @ticks: number of stolen ticks
4132  */
4133 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4134 {
4135
4136         if (sched_clock_irqtime) {
4137                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
4138                 return;
4139         }
4140
4141         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4142 }
4143
4144 #endif
4145
4146 /*
4147  * Use precise platform statistics if available:
4148  */
4149 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4150 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4151 {
4152         *ut = p->utime;
4153         *st = p->stime;
4154 }
4155
4156 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4157 {
4158         struct task_cputime cputime;
4159
4160         thread_group_cputime(p, &cputime);
4161
4162         *ut = cputime.utime;
4163         *st = cputime.stime;
4164 }
4165 #else
4166
4167 #ifndef nsecs_to_cputime
4168 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
4169 #endif
4170
4171 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4172 {
4173         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
4174
4175         /*
4176          * Use CFS's precise accounting:
4177          */
4178         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
4179
4180         if (total) {
4181                 u64 temp = rtime;
4182
4183                 temp *= utime;
4184                 do_div(temp, total);
4185                 utime = (cputime_t)temp;
4186         } else
4187                 utime = rtime;
4188
4189         /*
4190          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
4191          */
4192         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
4193         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
4194
4195         *ut = p->prev_utime;
4196         *st = p->prev_stime;
4197 }
4198
4199 /*
4200  * Must be called with siglock held.
4201  */
4202 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4203 {
4204         struct signal_struct *sig = p->signal;
4205         struct task_cputime cputime;
4206         cputime_t rtime, utime, total;
4207
4208         thread_group_cputime(p, &cputime);
4209
4210         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
4211         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
4212
4213         if (total) {
4214                 u64 temp = rtime;
4215
4216                 temp *= cputime.utime;
4217                 do_div(temp, total);
4218                 utime = (cputime_t)temp;
4219         } else
4220                 utime = rtime;
4221
4222         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
4223         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
4224                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
4225
4226         *ut = sig->prev_utime;
4227         *st = sig->prev_stime;
4228 }
4229 #endif
4230
4231 /*
4232  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4233  * We call it with interrupts disabled.
4234  */
4235 void scheduler_tick(void)
4236 {
4237         int cpu = smp_processor_id();
4238         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4239         struct task_struct *curr = rq->curr;
4240
4241         sched_clock_tick();
4242
4243         raw_spin_lock(&rq->lock);
4244         update_rq_clock(rq);
4245         update_cpu_load_active(rq);
4246         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4247         raw_spin_unlock(&rq->lock);
4248
4249         perf_event_task_tick();
4250
4251 #ifdef CONFIG_SMP
4252         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
4253         trigger_load_balance(rq, cpu);
4254 #endif
4255 }
4256
4257 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4258 {
4259         if (in_lock_functions(addr)) {
4260                 addr = CALLER_ADDR2;
4261                 if (in_lock_functions(addr))
4262                         addr = CALLER_ADDR3;
4263         }
4264         return addr;
4265 }
4266
4267 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4268                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4269
4270 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4271 {
4272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4273         /*
4274          * Underflow?
4275          */
4276         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4277                 return;
4278 #endif
4279         preempt_count() += val;
4280 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4281         /*
4282          * Spinlock count overflowing soon?
4283          */
4284         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4285                                 PREEMPT_MASK - 10);
4286 #endif
4287         if (preempt_count() == val)
4288                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4289 }
4290 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4291
4292 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4293 {
4294 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4295         /*
4296          * Underflow?
4297          */
4298         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4299                 return;
4300         /*
4301          * Is the spinlock portion underflowing?
4302          */
4303         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4304                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4305                 return;
4306 #endif
4307
4308         if (preempt_count() == val)
4309                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4310         preempt_count() -= val;
4311 }
4312 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4313
4314 #endif
4315
4316 /*
4317  * Print scheduling while atomic bug:
4318  */
4319 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4320 {
4321         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4322
4323         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4324                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4325
4326         debug_show_held_locks(prev);
4327         print_modules();
4328         if (irqs_disabled())
4329                 print_irqtrace_events(prev);
4330
4331         if (regs)
4332                 show_regs(regs);
4333         else
4334                 dump_stack();
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4339  */
4340 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4341 {
4342         /*
4343          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4344          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4345          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4346          */
4347         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4348                 __schedule_bug(prev);
4349         rcu_sleep_check();
4350
4351         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4352
4353         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4354 }
4355
4356 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4357 {
4358         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
4359                 update_rq_clock(rq);
4360         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4361 }
4362
4363 /*
4364  * Pick up the highest-prio task:
4365  */
4366 static inline struct task_struct *
4367 pick_next_task(struct rq *rq)
4368 {
4369         const struct sched_class *class;
4370         struct task_struct *p;
4371
4372         /*
4373          * Optimization: we know that if all tasks are in
4374          * the fair class we can call that function directly:
4375          */
4376         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4377                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4378                 if (likely(p))
4379                         return p;
4380         }
4381
4382         for_each_class(class) {
4383                 p = class->pick_next_task(rq);
4384                 if (p)
4385                         return p;
4386         }
4387
4388         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
4389 }
4390
4391 /*
4392  * __schedule() is the main scheduler function.
4393  */
4394 static void __sched __schedule(void)
4395 {
4396         struct task_struct *prev, *next;
4397         unsigned long *switch_count;
4398         struct rq *rq;
4399         int cpu;
4400
4401 need_resched:
4402         preempt_disable();
4403         cpu = smp_processor_id();
4404         rq = cpu_rq(cpu);
4405         rcu_note_context_switch(cpu);
4406         prev = rq->curr;
4407
4408         schedule_debug(prev);
4409
4410         if (sched_feat(HRTICK))
4411                 hrtick_clear(rq);
4412
4413         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
4414
4415         switch_count = &prev->nivcsw;
4416         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4417                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
4418                         prev->state = TASK_RUNNING;
4419                 } else {
4420                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
4421                         prev->on_rq = 0;
4422
4423                         /*
4424                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
4425                          * whether it wants to wake up a task to maintain
4426                          * concurrency.
4427                          */
4428                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
4429                                 struct task_struct *to_wakeup;
4430
4431                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
4432                                 if (to_wakeup)
4433                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
4434                         }
4435                 }
4436                 switch_count = &prev->nvcsw;
4437         }
4438
4439         pre_schedule(rq, prev);
4440
4441         if (unlikely(!rq->nr_running))
4442                 idle_balance(cpu, rq);
4443
4444         put_prev_task(rq, prev);
4445         next = pick_next_task(rq);
4446         clear_tsk_need_resched(prev);
4447         rq->skip_clock_update = 0;
4448
4449         if (likely(prev != next)) {
4450                 rq->nr_switches++;
4451                 rq->curr = next;
4452                 ++*switch_count;
4453
4454                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4455                 /*
4456                  * The context switch have flipped the stack from under us
4457                  * and restored the local variables which were saved when
4458                  * this task called schedule() in the past. prev == current
4459                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
4460                  */
4461                 cpu = smp_processor_id();
4462                 rq = cpu_rq(cpu);
4463         } else
4464                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4465
4466         post_schedule(rq);
4467
4468         preempt_enable_no_resched();
4469         if (need_resched())
4470                 goto need_resched;
4471 }
4472
4473 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4474 {
4475         if (!tsk->state)
4476                 return;
4477         /*
4478          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4479          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4480          */
4481         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4482                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4483 }
4484
4485 asmlinkage void __sched schedule(void)
4486 {
4487         struct task_struct *tsk = current;
4488
4489         sched_submit_work(tsk);
4490         __schedule();
4491 }
4492 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4493
4494 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
4495
4496 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4497 {
4498         if (lock->owner != owner)
4499                 return false;
4500
4501         /*
4502          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
4503          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
4504          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
4505          * ensures the memory stays valid.
4506          */
4507         barrier();
4508
4509         return owner->on_cpu;
4510 }
4511
4512 /*
4513  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
4514  * access and not reliable.
4515  */
4516 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4517 {
4518         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
4519                 return 0;
4520
4521         rcu_read_lock();
4522         while (owner_running(lock, owner)) {
4523                 if (need_resched())
4524                         break;
4525
4526                 arch_mutex_cpu_relax();
4527         }
4528         rcu_read_unlock();
4529
4530         /*
4531          * We break out the loop above on need_resched() and when the
4532          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
4533          * success only when lock->owner is NULL.
4534          */
4535         return lock->owner == NULL;
4536 }
4537 #endif
4538
4539 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4540 /*
4541  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4542  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4543  * occur there and call schedule directly.
4544  */
4545 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
4546 {
4547         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4548
4549         /*
4550          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4551          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4552          */
4553         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4554                 return;
4555
4556         do {
4557                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4558                 __schedule();
4559                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4560
4561                 /*
4562                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4563                  * between schedule and now.
4564                  */
4565                 barrier();
4566         } while (need_resched());
4567 }
4568 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4569
4570 /*
4571  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4572  * off of irq context.
4573  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4574  * protect us against recursive calling from irq.
4575  */
4576 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4577 {
4578         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4579
4580         /* Catch callers which need to be fixed */
4581         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4582
4583         do {
4584                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4585                 local_irq_enable();
4586                 __schedule();
4587                 local_irq_disable();
4588                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4589
4590                 /*
4591                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4592                  * between schedule and now.
4593                  */
4594                 barrier();
4595         } while (need_resched());
4596 }
4597
4598 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4599
4600 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4601                           void *key)
4602 {
4603         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4604 }
4605 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4606
4607 /*
4608  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4609  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4610  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4611  *
4612  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4613  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4614  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4615  */
4616 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4617                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
4618 {
4619         wait_queue_t *curr, *next;
4620
4621         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4622                 unsigned flags = curr->flags;
4623
4624                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
4625                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4626                         break;
4627         }
4628 }
4629
4630 /**
4631  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4632  * @q: the waitqueue
4633  * @mode: which threads
4634  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4635  * @key: is directly passed to the wakeup function
4636  *
4637  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4638  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4639  */
4640 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4641                         int nr_exclusive, void *key)
4642 {
4643         unsigned long flags;
4644
4645         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4646         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4647         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4648 }
4649 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4650
4651 /*
4652  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4653  */
4654 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4655 {
4656         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4657 }
4658 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
4659
4660 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
4661 {
4662         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
4663 }
4664 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
4665
4666 /**
4667  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
4668  * @q: the waitqueue
4669  * @mode: which threads
4670  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4671  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
4672  *
4673  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4674  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4675  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4676  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4677  *
4678  * On UP it can prevent extra preemption.
4679  *
4680  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4681  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4682  */
4683 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4684                         int nr_exclusive, void *key)
4685 {
4686         unsigned long flags;
4687         int wake_flags = WF_SYNC;
4688
4689         if (unlikely(!q))
4690                 return;
4691
4692         if (unlikely(!nr_exclusive))
4693                 wake_flags = 0;
4694
4695         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4696         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
4697         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4698 }
4699 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
4700
4701 /*
4702  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
4703  */
4704 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4705 {
4706         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
4707 }
4708 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4709
4710 /**
4711  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4712  * @x:  holds the state of this particular completion
4713  *
4714  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4715  * awakened in the same order in which they were queued.
4716  *
4717  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4718  *
4719  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4720  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4721  */
4722 void complete(struct completion *x)
4723 {
4724         unsigned long flags;
4725
4726         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4727         x->done++;
4728         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4729         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4730 }
4731 EXPORT_SYMBOL(complete);
4732
4733 /**
4734  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4735  * @x:  holds the state of this particular completion
4736  *
4737  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4738  *
4739  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4740  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4741  */
4742 void complete_all(struct completion *x)
4743 {
4744         unsigned long flags;
4745
4746         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4747         x->done += UINT_MAX/2;
4748         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4749         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4750 }
4751 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4752
4753 static inline long __sched
4754 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4755 {
4756         if (!x->done) {
4757                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4758
4759                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
4760                 do {
4761                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4762                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4763                                 break;
4764                         }
4765                         __set_current_state(state);
4766                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4767                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4768                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4769                 } while (!x->done && timeout);
4770                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4771                 if (!x->done)
4772                         return timeout;
4773         }
4774         x->done--;
4775         return timeout ?: 1;
4776 }
4777
4778 static long __sched
4779 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4780 {
4781         might_sleep();
4782
4783         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4784         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4785         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4786         return timeout;
4787 }
4788
4789 /**
4790  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
4791  * @x:  holds the state of this particular completion
4792  *
4793  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
4794  * interruptible and there is no timeout.
4795  *
4796  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
4797  * and interrupt capability. Also see complete().
4798  */
4799 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
4800 {
4801         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4802 }
4803 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
4804
4805 /**
4806  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
4807  * @x:  holds the state of this particular completion
4808  * @timeout:  timeout value in jiffies
4809  *
4810  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4811  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
4812  * interruptible.
4813  *
4814  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
4815  * jiffies left till timeout) if completed.
4816  */
4817 unsigned long __sched
4818 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
4819 {
4820         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4821 }
4822 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
4823
4824 /**
4825  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
4826  * @x:  holds the state of this particular completion
4827  *
4828  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
4829  * interruptible.
4830  *
4831  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
4832  */
4833 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
4834 {
4835         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
4836         if (t == -ERESTARTSYS)
4837                 return t;
4838         return 0;
4839 }
4840 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
4841
4842 /**
4843  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
4844  * @x:  holds the state of this particular completion
4845  * @timeout:  timeout value in jiffies
4846  *
4847  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4848  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
4849  *
4850  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
4851  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
4852  */
4853 long __sched
4854 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
4855                                           unsigned long timeout)
4856 {
4857         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
4858 }
4859 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
4860
4861 /**
4862  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
4863  * @x:  holds the state of this particular completion
4864  *
4865  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
4866  * interrupted by a kill signal.
4867  *
4868  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
4869  */
4870 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
4871 {
4872         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
4873         if (t == -ERESTARTSYS)
4874                 return t;
4875         return 0;
4876 }
4877 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
4878
4879 /**
4880  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
4881  * @x:  holds the state of this particular completion
4882  * @timeout:  timeout value in jiffies
4883  *
4884  * This waits for either a completion of a specific task to be
4885  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
4886  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
4887  *
4888  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
4889  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
4890  */
4891 long __sched
4892 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
4893                                      unsigned long timeout)
4894 {
4895         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
4896 }
4897 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
4898
4899 /**
4900  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
4901  *      @x:     completion structure
4902  *
4903  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
4904  *               1 if a decrement succeeded.
4905  *
4906  *      If a completion is being used as a counting completion,
4907  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
4908  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
4909  *      is protecting is not available.
4910  */
4911 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
4912 {
4913         unsigned long flags;
4914         int ret = 1;
4915
4916         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4917         if (!x->done)
4918                 ret = 0;
4919         else
4920                 x->done--;
4921         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4922         return ret;
4923 }
4924 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
4925
4926 /**
4927  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
4928  *      @x:     completion structure
4929  *
4930  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
4931  *               1 if there are no waiters.
4932  *
4933  */
4934 bool completion_done(struct completion *x)
4935 {
4936         unsigned long flags;
4937         int ret = 1;
4938
4939         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4940         if (!x->done)
4941                 ret = 0;
4942         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4943         return ret;
4944 }
4945 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
4946
4947 static long __sched
4948 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
4949 {
4950         unsigned long flags;
4951         wait_queue_t wait;
4952
4953         init_waitqueue_entry(&wait, current);
4954
4955         __set_current_state(state);
4956
4957         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4958         __add_wait_queue(q, &wait);
4959         spin_unlock(&q->lock);
4960         timeout = schedule_timeout(timeout);
4961         spin_lock_irq(&q->lock);
4962         __remove_wait_queue(q, &wait);
4963         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4964
4965         return timeout;
4966 }
4967
4968 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4969 {
4970         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4971 }
4972 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
4973
4974 long __sched
4975 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4976 {
4977         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
4978 }
4979 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
4980
4981 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4982 {
4983         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4984 }
4985 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
4986
4987 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4988 {
4989         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
4990 }
4991 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
4992
4993 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4994
4995 /*
4996  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4997  * @p: task
4998  * @prio: prio value (kernel-internal form)
4999  *
5000  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5001  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5002  *
5003  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5004  */
5005 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5006 {
5007         int oldprio, on_rq, running;
5008         struct rq *rq;
5009         const struct sched_class *prev_class;
5010
5011         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5012
5013         rq = __task_rq_lock(p);
5014
5015         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
5016         oldprio = p->prio;
5017         prev_class = p->sched_class;
5018         on_rq = p->on_rq;
5019         running = task_current(rq, p);
5020         if (on_rq)
5021                 dequeue_task(rq, p, 0);
5022         if (running)
5023                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5024
5025         if (rt_prio(prio))
5026                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5027         else
5028                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5029
5030         p->prio = prio;
5031
5032         if (running)
5033                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5034         if (on_rq)
5035                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
5036
5037         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5038         __task_rq_unlock(rq);
5039 }
5040
5041 #endif
5042
5043 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5044 {
5045         int old_prio, delta, on_rq;
5046         unsigned long flags;
5047         struct rq *rq;
5048
5049         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5050                 return;
5051         /*
5052          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5053          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5054          */
5055         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5056         /*
5057          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5058          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5059          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5060          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5061          */
5062         if (task_has_rt_policy(p)) {
5063                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5064                 goto out_unlock;
5065         }
5066         on_rq = p->on_rq;
5067         if (on_rq)
5068                 dequeue_task(rq, p, 0);
5069
5070         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5071         set_load_weight(p);
5072         old_prio = p->prio;
5073         p->prio = effective_prio(p);
5074         delta = p->prio - old_prio;
5075
5076         if (on_rq) {
5077                 enqueue_task(rq, p, 0);
5078                 /*
5079                  * If the task increased its priority or is running and
5080                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5081                  */
5082                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5083                         resched_task(rq->curr);
5084         }
5085 out_unlock:
5086         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5087 }
5088 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5089
5090 /*
5091  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5092  * @p: task
5093  * @nice: nice value
5094  */
5095 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5096 {
5097         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5098         int nice_rlim = 20 - nice;
5099
5100         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
5101                 capable(CAP_SYS_NICE));
5102 }
5103
5104 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5105
5106 /*
5107  * sys_nice - change the priority of the current process.
5108  * @increment: priority increment
5109  *
5110  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5111  * does similar things.
5112  */
5113 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5114 {
5115         long nice, retval;
5116
5117         /*
5118          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5119          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5120          * and we have a single winner.
5121          */
5122         if (increment < -40)
5123                 increment = -40;
5124         if (increment > 40)
5125                 increment = 40;
5126
5127         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5128         if (nice < -20)
5129                 nice = -20;
5130         if (nice > 19)
5131                 nice = 19;
5132
5133         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5134                 return -EPERM;
5135
5136         retval = security_task_setnice(current, nice);
5137         if (retval)
5138                 return retval;
5139
5140         set_user_nice(current, nice);
5141         return 0;
5142 }
5143
5144 #endif
5145
5146 /**
5147  * task_prio - return the priority value of a given task.
5148  * @p: the task in question.
5149  *
5150  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5151  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5152  * around 0, value goes from -16 to +15.
5153  */
5154 int task_prio(const struct task_struct *p)
5155 {
5156         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5157 }
5158
5159 /**
5160  * task_nice - return the nice value of a given task.
5161  * @p: the task in question.
5162  */
5163 int task_nice(const struct task_struct *p)
5164 {
5165         return TASK_NICE(p);
5166 }
5167 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5168
5169 /**
5170  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5171  * @cpu: the processor in question.
5172  */
5173 int idle_cpu(int cpu)
5174 {
5175         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5176
5177         if (rq->curr != rq->idle)
5178                 return 0;
5179
5180         if (rq->nr_running)
5181                 return 0;
5182
5183 #ifdef CONFIG_SMP
5184         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
5185                 return 0;
5186 #endif
5187
5188         return 1;
5189 }
5190
5191 /**
5192  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5193  * @cpu: the processor in question.
5194  */
5195 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5196 {
5197         return cpu_rq(cpu)->idle;
5198 }
5199
5200 /**
5201  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5202  * @pid: the pid in question.
5203  */
5204 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5205 {
5206         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5207 }
5208
5209 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5210 static void
5211 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5212 {
5213         p->policy = policy;
5214         p->rt_priority = prio;
5215         p->normal_prio = normal_prio(p);
5216         /* we are holding p->pi_lock already */
5217         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5218         if (rt_prio(p->prio))
5219                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5220         else
5221                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5222         set_load_weight(p);
5223 }
5224
5225 /*
5226  * check the target process has a UID that matches the current process's
5227  */
5228 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5229 {
5230         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5231         bool match;
5232
5233         rcu_read_lock();
5234         pcred = __task_cred(p);
5235         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
5236                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
5237                          cred->euid == pcred->uid);
5238         else
5239                 match = false;
5240         rcu_read_unlock();
5241         return match;
5242 }
5243
5244 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5245                                 const struct sched_param *param, bool user)
5246 {
5247         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5248         unsigned long flags;
5249         const struct sched_class *prev_class;
5250         struct rq *rq;
5251         int reset_on_fork;
5252
5253         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5254         BUG_ON(in_interrupt());
5255 recheck:
5256         /* double check policy once rq lock held */
5257         if (policy < 0) {
5258                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5259                 policy = oldpolicy = p->policy;
5260         } else {
5261                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
5262                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5263
5264                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5265                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5266                                 policy != SCHED_IDLE)
5267                         return -EINVAL;
5268         }
5269
5270         /*
5271          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5272          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5273          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5274          */
5275         if (param->sched_priority < 0 ||
5276             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5277             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5278                 return -EINVAL;
5279         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5280                 return -EINVAL;
5281
5282         /*
5283          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5284          */
5285         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5286                 if (rt_policy(policy)) {
5287                         unsigned long rlim_rtprio =
5288                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5289
5290                         /* can't set/change the rt policy */
5291                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5292                                 return -EPERM;
5293
5294                         /* can't increase priority */
5295                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5296                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5297                                 return -EPERM;
5298                 }
5299
5300                 /*
5301                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5302                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5303                  */
5304                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
5305                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
5306                                 return -EPERM;
5307                 }
5308
5309                 /* can't change other user's priorities */
5310                 if (!check_same_owner(p))
5311                         return -EPERM;
5312
5313                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
5314                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5315                         return -EPERM;
5316         }
5317
5318         if (user) {
5319                 retval = security_task_setscheduler(p);
5320                 if (retval)
5321                         return retval;
5322         }
5323
5324         /*
5325          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5326          * changing the priority of the task:
5327          *
5328          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5329          * runqueue lock must be held.
5330          */
5331         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5332
5333         /*
5334          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
5335          */
5336         if (p == rq->stop) {
5337                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5338                 return -EINVAL;
5339         }
5340
5341         /*
5342          * If not changing anything there's no need to proceed further:
5343          */
5344         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
5345                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
5346
5347                 __task_rq_unlock(rq);
5348                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5349                 return 0;
5350         }
5351
5352 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5353         if (user) {
5354                 /*
5355                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5356                  * assigned.
5357                  */
5358                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5359                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5360                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5361                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5362                         return -EPERM;
5363                 }
5364         }
5365 #endif
5366
5367         /* recheck policy now with rq lock held */
5368         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5369                 policy = oldpolicy = -1;
5370                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5371                 goto recheck;
5372         }
5373         on_rq = p->on_rq;
5374         running = task_current(rq, p);
5375         if (on_rq)
5376                 deactivate_task(rq, p, 0);
5377         if (running)
5378                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5379
5380         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5381
5382         oldprio = p->prio;
5383         prev_class = p->sched_class;
5384         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5385
5386         if (running)
5387                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5388         if (on_rq)
5389                 activate_task(rq, p, 0);
5390
5391         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5392         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5393
5394         rt_mutex_adjust_pi(p);
5395
5396         return 0;
5397 }
5398
5399 /**
5400  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5401  * @p: the task in question.
5402  * @policy: new policy.
5403  * @param: structure containing the new RT priority.
5404  *
5405  * NOTE that the task may be already dead.
5406  */
5407 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5408                        const struct sched_param *param)
5409 {
5410         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5411 }
5412 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5413
5414 /**
5415  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5416  * @p: the task in question.
5417  * @policy: new policy.
5418  * @param: structure containing the new RT priority.
5419  *
5420  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5421  * current context has permission.  For example, this is needed in
5422  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5423  * but our caller might not have that capability.
5424  */
5425 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5426                                const struct sched_param *param)
5427 {
5428         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5429 }
5430
5431 static int
5432 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5433 {
5434         struct sched_param lparam;
5435         struct task_struct *p;
5436         int retval;
5437
5438         if (!param || pid < 0)
5439                 return -EINVAL;
5440         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5441                 return -EFAULT;
5442
5443         rcu_read_lock();
5444         retval = -ESRCH;
5445         p = find_process_by_pid(pid);
5446         if (p != NULL)
5447                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5448         rcu_read_unlock();
5449
5450         return retval;
5451 }
5452
5453 /**
5454  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5455  * @pid: the pid in question.
5456  * @policy: new policy.
5457  * @param: structure containing the new RT priority.
5458  */
5459 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5460                 struct sched_param __user *, param)
5461 {
5462         /* negative values for policy are not valid */
5463         if (policy < 0)
5464                 return -EINVAL;
5465
5466         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5467 }
5468
5469 /**
5470  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5471  * @pid: the pid in question.
5472  * @param: structure containing the new RT priority.
5473  */
5474 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5475 {
5476         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5477 }
5478
5479 /**
5480  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5481  * @pid: the pid in question.
5482  */
5483 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5484 {
5485         struct task_struct *p;
5486         int retval;
5487
5488         if (pid < 0)
5489                 return -EINVAL;
5490
5491         retval = -ESRCH;
5492         rcu_read_lock();
5493         p = find_process_by_pid(pid);
5494         if (p) {
5495                 retval = security_task_getscheduler(p);
5496                 if (!retval)
5497                         retval = p->policy
5498                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5499         }
5500         rcu_read_unlock();
5501         return retval;
5502 }
5503
5504 /**
5505  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5506  * @pid: the pid in question.
5507  * @param: structure containing the RT priority.
5508  */
5509 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5510 {
5511         struct sched_param lp;
5512         struct task_struct *p;
5513         int retval;
5514
5515         if (!param || pid < 0)
5516                 return -EINVAL;
5517
5518         rcu_read_lock();
5519         p = find_process_by_pid(pid);
5520         retval = -ESRCH;
5521         if (!p)
5522                 goto out_unlock;
5523
5524         retval = security_task_getscheduler(p);
5525         if (retval)
5526                 goto out_unlock;
5527
5528         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5529         rcu_read_unlock();
5530
5531         /*
5532          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5533          */
5534         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5535
5536         return retval;
5537
5538 out_unlock:
5539         rcu_read_unlock();
5540         return retval;
5541 }
5542
5543 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5544 {
5545         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5546         struct task_struct *p;
5547         int retval;
5548
5549         get_online_cpus();
5550         rcu_read_lock();
5551
5552         p = find_process_by_pid(pid);
5553         if (!p) {
5554                 rcu_read_unlock();
5555                 put_online_cpus();
5556                 return -ESRCH;
5557         }
5558
5559         /* Prevent p going away */
5560         get_task_struct(p);
5561         rcu_read_unlock();
5562
5563         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5564                 retval = -ENOMEM;
5565                 goto out_put_task;
5566         }
5567         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5568                 retval = -ENOMEM;
5569                 goto out_free_cpus_allowed;
5570         }
5571         retval = -EPERM;
5572         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
5573                 goto out_unlock;
5574
5575         retval = security_task_setscheduler(p);
5576         if (retval)
5577                 goto out_unlock;
5578
5579         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5580         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5581 again:
5582         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
5583
5584         if (!retval) {
5585                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5586                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5587                         /*
5588                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5589                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5590                          * cpuset's cpus_allowed
5591                          */
5592                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5593                         goto again;
5594                 }
5595         }
5596 out_unlock:
5597         free_cpumask_var(new_mask);
5598 out_free_cpus_allowed:
5599         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5600 out_put_task:
5601         put_task_struct(p);
5602         put_online_cpus();
5603         return retval;
5604 }
5605
5606 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5607                              struct cpumask *new_mask)
5608 {
5609         if (len < cpumask_size())
5610                 cpumask_clear(new_mask);
5611         else if (len > cpumask_size())
5612                 len = cpumask_size();
5613
5614         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5615 }
5616
5617 /**
5618  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5619  * @pid: pid of the process
5620  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5621  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5622  */
5623 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5624                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5625 {
5626         cpumask_var_t new_mask;
5627         int retval;
5628
5629         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5630                 return -ENOMEM;
5631
5632         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5633         if (retval == 0)
5634                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5635         free_cpumask_var(new_mask);
5636         return retval;
5637 }
5638
5639 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5640 {
5641         struct task_struct *p;
5642         unsigned long flags;
5643         int retval;
5644
5645         get_online_cpus();
5646         rcu_read_lock();
5647
5648         retval = -ESRCH;
5649         p = find_process_by_pid(pid);
5650         if (!p)
5651                 goto out_unlock;
5652
5653         retval = security_task_getscheduler(p);
5654         if (retval)
5655                 goto out_unlock;
5656
5657         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5658         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
5659         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5660
5661 out_unlock:
5662         rcu_read_unlock();
5663         put_online_cpus();
5664
5665         return retval;
5666 }
5667
5668 /**
5669  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5670  * @pid: pid of the process
5671  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5672  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5673  */
5674 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5675                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5676 {
5677         int ret;
5678         cpumask_var_t mask;
5679
5680         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5681                 return -EINVAL;
5682         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5683                 return -EINVAL;
5684
5685         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5686                 return -ENOMEM;
5687
5688         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5689         if (ret == 0) {
5690                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
5691
5692                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5693                         ret = -EFAULT;
5694                 else
5695                         ret = retlen;
5696         }
5697         free_cpumask_var(mask);
5698
5699         return ret;
5700 }
5701
5702 /**
5703  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5704  *
5705  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5706  * other threads running on this CPU then this function will return.
5707  */
5708 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5709 {
5710         struct rq *rq = this_rq_lock();
5711
5712         schedstat_inc(rq, yld_count);
5713         current->sched_class->yield_task(rq);
5714
5715         /*
5716          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5717          * no need to preempt or enable interrupts:
5718          */
5719         __release(rq->lock);
5720         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5721         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
5722         preempt_enable_no_resched();
5723
5724         schedule();
5725
5726         return 0;
5727 }
5728
5729 static inline int should_resched(void)
5730 {
5731         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
5732 }
5733
5734 static void __cond_resched(void)
5735 {
5736         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5737         __schedule();
5738         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5739 }
5740
5741 int __sched _cond_resched(void)
5742 {
5743         if (should_resched()) {
5744                 __cond_resched();
5745                 return 1;
5746         }
5747         return 0;
5748 }
5749 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5750
5751 /*
5752  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5753  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5754  *
5755  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5756  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5757  * spin_unlock(), once by hand).
5758  */
5759 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5760 {
5761         int resched = should_resched();
5762         int ret = 0;
5763
5764         lockdep_assert_held(lock);
5765
5766         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5767                 spin_unlock(lock);
5768                 if (resched)
5769                         __cond_resched();
5770                 else
5771                         cpu_relax();
5772                 ret = 1;
5773                 spin_lock(lock);
5774         }
5775         return ret;
5776 }
5777 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5778
5779 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5780 {
5781         BUG_ON(!in_softirq());
5782
5783         if (should_resched()) {
5784                 local_bh_enable();
5785                 __cond_resched();
5786                 local_bh_disable();
5787                 return 1;
5788         }
5789         return 0;
5790 }
5791 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5792
5793 /**
5794  * yield - yield the current processor to other threads.
5795  *
5796  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
5797  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
5798  */
5799 void __sched yield(void)
5800 {
5801         set_current_state(TASK_RUNNING);
5802         sys_sched_yield();
5803 }
5804 EXPORT_SYMBOL(yield);
5805
5806 /**
5807  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5808  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5809  * processor it's on.
5810  * @p: target task
5811  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5812  *
5813  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5814  * can't go away on us before we can do any checks.
5815  *
5816  * Returns true if we indeed boosted the target task.
5817  */
5818 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5819 {
5820         struct task_struct *curr = current;
5821         struct rq *rq, *p_rq;
5822         unsigned long flags;
5823         bool yielded = 0;
5824
5825         local_irq_save(flags);
5826         rq = this_rq();
5827
5828 again:
5829         p_rq = task_rq(p);
5830         double_rq_lock(rq, p_rq);
5831         while (task_rq(p) != p_rq) {
5832                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5833                 goto again;
5834         }
5835
5836         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5837                 goto out;
5838
5839         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5840                 goto out;
5841
5842         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5843                 goto out;
5844
5845         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5846         if (yielded) {
5847                 schedstat_inc(rq, yld_count);
5848                 /*
5849                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5850                  * fairness.
5851                  */
5852                 if (preempt && rq != p_rq)
5853                         resched_task(p_rq->curr);
5854         }
5855
5856 out:
5857         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5858         local_irq_restore(flags);
5859
5860         if (yielded)
5861                 schedule();
5862
5863         return yielded;
5864 }
5865 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5866
5867 /*
5868  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5869  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5870  */
5871 void __sched io_schedule(void)
5872 {
5873         struct rq *rq = raw_rq();
5874
5875         delayacct_blkio_start();
5876         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5877         blk_flush_plug(current);
5878         current->in_iowait = 1;
5879         schedule();
5880         current->in_iowait = 0;
5881         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5882         delayacct_blkio_end();
5883 }
5884 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5885
5886 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5887 {
5888         struct rq *rq = raw_rq();
5889         long ret;
5890
5891         delayacct_blkio_start();
5892         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5893         blk_flush_plug(current);
5894         current->in_iowait = 1;
5895         ret = schedule_timeout(timeout);
5896         current->in_iowait = 0;
5897         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5898         delayacct_blkio_end();
5899         return ret;
5900 }
5901
5902 /**
5903  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5904  * @policy: scheduling class.
5905  *
5906  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
5907  * by a given scheduling class.
5908  */
5909 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5910 {
5911         int ret = -EINVAL;
5912
5913         switch (policy) {
5914         case SCHED_FIFO:
5915         case SCHED_RR:
5916                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5917                 break;
5918         case SCHED_NORMAL:
5919         case SCHED_BATCH:
5920         case SCHED_IDLE:
5921                 ret = 0;
5922                 break;
5923         }
5924         return ret;
5925 }
5926
5927 /**
5928  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5929  * @policy: scheduling class.
5930  *
5931  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
5932  * by a given scheduling class.
5933  */
5934 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5935 {
5936         int ret = -EINVAL;
5937
5938         switch (policy) {
5939         case SCHED_FIFO:
5940         case SCHED_RR:
5941                 ret = 1;
5942                 break;
5943         case SCHED_NORMAL:
5944         case SCHED_BATCH:
5945         case SCHED_IDLE:
5946                 ret = 0;
5947         }
5948         return ret;
5949 }
5950
5951 /**
5952  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5953  * @pid: pid of the process.
5954  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5955  *
5956  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5957  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5958  */
5959 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5960                 struct timespec __user *, interval)
5961 {
5962         struct task_struct *p;
5963         unsigned int time_slice;
5964         unsigned long flags;
5965         struct rq *rq;
5966         int retval;
5967         struct timespec t;
5968
5969         if (pid < 0)
5970                 return -EINVAL;
5971
5972         retval = -ESRCH;
5973         rcu_read_lock();
5974         p = find_process_by_pid(pid);
5975         if (!p)
5976                 goto out_unlock;
5977
5978         retval = security_task_getscheduler(p);
5979         if (retval)
5980                 goto out_unlock;
5981
5982         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5983         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5984         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5985
5986         rcu_read_unlock();
5987         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5988         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5989         return retval;
5990
5991 out_unlock:
5992         rcu_read_unlock();
5993         return retval;
5994 }
5995
5996 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5997
5998 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5999 {
6000         unsigned long free = 0;
6001         unsigned state;
6002
6003         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6004         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
6005                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6006 #if BITS_PER_LONG == 32
6007         if (state == TASK_RUNNING)
6008                 printk(KERN_CONT " running  ");
6009         else
6010                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6011 #else
6012         if (state == TASK_RUNNING)
6013                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6014         else
6015                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6016 #endif
6017 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6018         free = stack_not_used(p);
6019 #endif
6020         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6021                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6022                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6023
6024         show_stack(p, NULL);
6025 }
6026
6027 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6028 {
6029         struct task_struct *g, *p;
6030
6031 #if BITS_PER_LONG == 32
6032         printk(KERN_INFO
6033                 "  task                PC stack   pid father\n");
6034 #else
6035         printk(KERN_INFO
6036                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6037 #endif
6038         rcu_read_lock();
6039         do_each_thread(g, p) {
6040                 /*
6041                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6042                  * console might take a lot of time:
6043                  */
6044                 touch_nmi_watchdog();
6045                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6046                         sched_show_task(p);
6047         } while_each_thread(g, p);
6048
6049         touch_all_softlockup_watchdogs();
6050
6051 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6052         sysrq_sched_debug_show();
6053 #endif
6054         rcu_read_unlock();
6055         /*
6056          * Only show locks if all tasks are dumped:
6057          */
6058         if (!state_filter)
6059                 debug_show_all_locks();
6060 }
6061
6062 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6063 {
6064         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6065 }
6066
6067 /**
6068  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6069  * @idle: task in question
6070  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6071  *
6072  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6073  * flag, to make booting more robust.
6074  */
6075 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6076 {
6077         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6078         unsigned long flags;
6079
6080         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6081
6082         __sched_fork(idle);
6083         idle->state = TASK_RUNNING;
6084         idle->se.exec_start = sched_clock();
6085
6086         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
6087         /*
6088          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6089          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
6090          * lockdep check in task_group() will fail.
6091          *
6092          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6093          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6094          *
6095          * Silence PROVE_RCU
6096          */
6097         rcu_read_lock();
6098         __set_task_cpu(idle, cpu);
6099         rcu_read_unlock();
6100
6101         rq->curr = rq->idle = idle;
6102 #if defined(CONFIG_SMP)
6103         idle->on_cpu = 1;
6104 #endif
6105         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6106
6107         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6108         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6109
6110         /*
6111          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6112          */
6113         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6114         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6115 #if defined(CONFIG_SMP)
6116         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6117 #endif
6118 }
6119
6120 /*
6121  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6122  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6123  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6124  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6125  * number of CPUs.
6126  *
6127  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6128  */
6129 static int get_update_sysctl_factor(void)
6130 {
6131         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
6132         unsigned int factor;
6133
6134         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
6135         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
6136                 factor = 1;
6137                 break;
6138         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
6139                 factor = cpus;
6140                 break;
6141         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
6142         default:
6143                 factor = 1 + ilog2(cpus);
6144                 break;
6145         }
6146
6147         return factor;
6148 }
6149
6150 static void update_sysctl(void)
6151 {
6152         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
6153
6154 #define SET_SYSCTL(name) \
6155         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
6156         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
6157         SET_SYSCTL(sched_latency);
6158         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
6159 #undef SET_SYSCTL
6160 }
6161
6162 static inline void sched_init_granularity(void)
6163 {
6164         update_sysctl();
6165 }
6166
6167 #ifdef CONFIG_SMP
6168 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6169 {
6170         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
6171                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6172
6173         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6174         p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6175 }
6176
6177 /*
6178  * This is how migration works:
6179  *
6180  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
6181  *    stop_one_cpu().
6182  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
6183  *    off the CPU)
6184  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
6185  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6186  *    it and puts it into the right queue.
6187  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
6188  *    is done.
6189  */
6190
6191 /*
6192  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6193  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6194  * is removed from the allowed bitmask.
6195  *
6196  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6197  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6198  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6199  */
6200 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6201 {
6202         unsigned long flags;
6203         struct rq *rq;
6204         unsigned int dest_cpu;
6205         int ret = 0;
6206
6207         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6208
6209         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
6210                 goto out;
6211
6212         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
6213                 ret = -EINVAL;
6214                 goto out;
6215         }
6216
6217         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
6218                 ret = -EINVAL;
6219                 goto out;
6220         }
6221
6222         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
6223
6224         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6225         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6226                 goto out;
6227
6228         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
6229         if (p->on_rq) {
6230                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
6231                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6232                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6233                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
6234                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6235                 return 0;
6236         }
6237 out:
6238         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6239
6240         return ret;
6241 }
6242 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6243
6244 /*
6245  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6246  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6247  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6248  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6249  *
6250  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6251  * as the task is no longer on this CPU.
6252  *
6253  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6254  */
6255 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6256 {
6257         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6258         int ret = 0;
6259
6260         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6261                 return ret;
6262
6263         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6264         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6265
6266         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6267         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6268         /* Already moved. */
6269         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6270                 goto done;
6271         /* Affinity changed (again). */
6272         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
6273                 goto fail;
6274
6275         /*
6276          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
6277          * placed properly.
6278          */
6279         if (p->on_rq) {
6280                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6281                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
6282                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6283                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6284         }
6285 done:
6286         ret = 1;
6287 fail:
6288         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6289         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6290         return ret;
6291 }
6292
6293 /*
6294  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
6295  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
6296  * 'pushing' onto another runqueue.
6297  */
6298 static int migration_cpu_stop(void *data)
6299 {
6300         struct migration_arg *arg = data;
6301
6302         /*
6303          * The original target cpu might have gone down and we might
6304          * be on another cpu but it doesn't matter.
6305          */
6306         local_irq_disable();
6307         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
6308         local_irq_enable();
6309         return 0;
6310 }
6311
6312 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6313
6314 /*
6315  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6316  * offline.
6317  */
6318 void idle_task_exit(void)
6319 {
6320         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6321
6322         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6323
6324         if (mm != &init_mm)
6325                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6326         mmdrop(mm);
6327 }
6328
6329 /*
6330  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6331  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6332  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6333  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6334  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6335  */
6336 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6337 {
6338         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
6339
6340         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6341         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6342 }
6343
6344 /*
6345  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
6346  */
6347 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
6348 {
6349         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
6350         rq->calc_load_active = 0;
6351 }
6352
6353 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6354 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
6355 {
6356         struct cfs_rq *cfs_rq;
6357
6358         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6359                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
6360
6361                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
6362                         continue;
6363
6364                 /*
6365                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
6366                  * there's some valid quota amount
6367                  */
6368                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
6369                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
6370                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6371         }
6372 }
6373 #else
6374 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
6375 #endif
6376
6377 /*
6378  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6379  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6380  *
6381  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6382  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6383  * because of lock validation efforts.
6384  */
6385 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
6386 {
6387         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6388         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6389         int dest_cpu;
6390
6391         /*
6392          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6393          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6394          *
6395          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6396          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6397          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6398          * done here.
6399          */
6400         rq->stop = NULL;
6401
6402         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6403         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6404
6405         for ( ; ; ) {
6406                 /*
6407                  * There's this thread running, bail when that's the only
6408                  * remaining thread.
6409                  */
6410                 if (rq->nr_running == 1)
6411                         break;
6412
6413                 next = pick_next_task(rq);
6414                 BUG_ON(!next);
6415                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6416
6417                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6418                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
6419                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
6420
6421                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
6422
6423                 raw_spin_lock(&rq->lock);
6424         }
6425
6426         rq->stop = stop;
6427 }
6428
6429 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6430
6431 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6432
6433 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6434         {
6435                 .procname       = "sched_domain",
6436                 .mode           = 0555,
6437         },
6438         {}
6439 };
6440
6441 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6442         {
6443                 .procname       = "kernel",
6444                 .mode           = 0555,
6445                 .child          = sd_ctl_dir,
6446         },
6447         {}
6448 };
6449
6450 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6451 {
6452         struct ctl_table *entry =
6453                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6454
6455         return entry;
6456 }
6457
6458 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6459 {
6460         struct ctl_table *entry;
6461
6462         /*
6463          * In the intermediate directories, both the child directory and
6464          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6465          * will always be set. In the lowest directory the names are
6466          * static strings and all have proc handlers.
6467          */
6468         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6469                 if (entry->child)
6470                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6471                 if (entry->proc_handler == NULL)
6472                         kfree(entry->procname);
6473         }
6474
6475         kfree(*tablep);
6476         *tablep = NULL;
6477 }
6478
6479 static void
6480 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6481                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6482                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
6483 {
6484         entry->procname = procname;
6485         entry->data = data;
6486         entry->maxlen = maxlen;
6487         entry->mode = mode;
6488         entry->proc_handler = proc_handler;
6489 }
6490
6491 static struct ctl_table *
6492 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6493 {
6494         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6495
6496         if (table == NULL)
6497                 return NULL;
6498
6499         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6500                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6501         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6502                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6503         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6504                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6505         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6506                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6507         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6508                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6509         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6510                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6511         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6512                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6513         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6514                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6515         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6516                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6517         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6518                 &sd->cache_nice_tries,
6519                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6520         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6521                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6522         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6523                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
6524         /* &table[12] is terminator */
6525
6526         return table;
6527 }
6528
6529 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6530 {
6531         struct ctl_table *entry, *table;
6532         struct sched_domain *sd;
6533         int domain_num = 0, i;
6534         char buf[32];
6535
6536         for_each_domain(cpu, sd)
6537                 domain_num++;
6538         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6539         if (table == NULL)
6540                 return NULL;
6541
6542         i = 0;
6543         for_each_domain(cpu, sd) {
6544                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6545                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6546                 entry->mode = 0555;
6547                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6548                 entry++;
6549                 i++;
6550         }
6551         return table;
6552 }
6553
6554 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6555 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6556 {
6557         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
6558         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6559         char buf[32];
6560
6561         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6562         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6563
6564         if (entry == NULL)
6565                 return;
6566
6567         for_each_possible_cpu(i) {
6568                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6569                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6570                 entry->mode = 0555;
6571                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6572                 entry++;
6573         }
6574
6575         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6576         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6577 }
6578
6579 /* may be called multiple times per register */
6580 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6581 {
6582         if (sd_sysctl_header)
6583                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6584         sd_sysctl_header = NULL;
6585         if (sd_ctl_dir[0].child)
6586                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6587 }
6588 #else
6589 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6590 {
6591 }
6592 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6593 {
6594 }
6595 #endif
6596
6597 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6598 {
6599         if (!rq->online) {
6600                 const struct sched_class *class;
6601
6602                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6603                 rq->online = 1;
6604
6605                 for_each_class(class) {
6606                         if (class->rq_online)
6607                                 class->rq_online(rq);
6608                 }
6609         }
6610 }
6611
6612 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6613 {
6614         if (rq->online) {
6615                 const struct sched_class *class;
6616
6617                 for_each_class(class) {
6618                         if (class->rq_offline)
6619                                 class->rq_offline(rq);
6620                 }
6621
6622                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6623                 rq->online = 0;
6624         }
6625 }
6626
6627 /*
6628  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6629  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6630  */
6631 static int __cpuinit
6632 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6633 {
6634         int cpu = (long)hcpu;
6635         unsigned long flags;
6636         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6637
6638         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6639
6640         case CPU_UP_PREPARE:
6641                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
6642                 break;
6643
6644         case CPU_ONLINE:
6645                 /* Update our root-domain */
6646                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6647                 if (rq->rd) {
6648                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6649
6650                         set_rq_online(rq);
6651                 }
6652                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6653                 break;
6654
6655 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6656         case CPU_DYING:
6657                 sched_ttwu_pending();
6658                 /* Update our root-domain */
6659                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6660                 if (rq->rd) {
6661                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6662                         set_rq_offline(rq);
6663                 }
6664                 migrate_tasks(cpu);
6665                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
6666                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6667
6668                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6669                 calc_global_load_remove(rq);
6670                 break;
6671 #endif
6672         }
6673
6674         update_max_interval();
6675
6676         return NOTIFY_OK;
6677 }
6678
6679 /*
6680  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6681  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
6682  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
6683  */
6684 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6685         .notifier_call = migration_call,
6686         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
6687 };
6688
6689 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
6690                                       unsigned long action, void *hcpu)
6691 {
6692         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6693         case CPU_ONLINE:
6694         case CPU_DOWN_FAILED:
6695                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
6696                 return NOTIFY_OK;
6697         default:
6698                 return NOTIFY_DONE;
6699         }
6700 }
6701
6702 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
6703                                         unsigned long action, void *hcpu)
6704 {
6705         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6706         case CPU_DOWN_PREPARE:
6707                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
6708                 return NOTIFY_OK;
6709         default:
6710                 return NOTIFY_DONE;
6711         }
6712 }
6713
6714 static int __init migration_init(void)
6715 {
6716         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6717         int err;
6718
6719         /* Initialize migration for the boot CPU */
6720         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6721         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6722         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6723         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6724
6725         /* Register cpu active notifiers */
6726         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6727         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
6728
6729         return 0;
6730 }
6731 early_initcall(migration_init);
6732 #endif
6733
6734 #ifdef CONFIG_SMP
6735
6736 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
6737
6738 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6739
6740 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
6741
6742 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
6743 {
6744         sched_domain_debug_enabled = 1;
6745
6746         return 0;
6747 }
6748 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
6749
6750 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6751                                   struct cpumask *groupmask)
6752 {
6753         struct sched_group *group = sd->groups;
6754         char str[256];
6755
6756         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
6757         cpumask_clear(groupmask);
6758
6759         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6760
6761         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6762                 printk("does not load-balance\n");
6763                 if (sd->parent)
6764                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6765                                         " has parent");
6766                 return -1;
6767         }
6768
6769         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
6770
6771         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
6772                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
6773                                 "CPU%d\n", cpu);
6774         }
6775         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
6776                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
6777                                 " CPU%d\n", cpu);
6778         }
6779
6780         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
6781         do {
6782                 if (!group) {
6783                         printk("\n");
6784                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
6785                         break;
6786                 }
6787
6788                 if (!group->sgp->power) {
6789                         printk(KERN_CONT "\n");
6790                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
6791                                         "set\n");
6792                         break;
6793                 }
6794
6795                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
6796                         printk(KERN_CONT "\n");
6797                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
6798                         break;
6799                 }
6800
6801                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
6802                         printk(KERN_CONT "\n");
6803                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
6804                         break;
6805                 }
6806
6807                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
6808
6809                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
6810
6811                 printk(KERN_CONT " %s", str);
6812                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
6813                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
6814                                 group->sgp->power);
6815                 }
6816
6817                 group = group->next;
6818         } while (group != sd->groups);
6819         printk(KERN_CONT "\n");
6820
6821         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
6822                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
6823
6824         if (sd->parent &&
6825             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
6826                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
6827                         "of domain->span\n");
6828         return 0;
6829 }
6830
6831 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
6832 {
6833         int level = 0;
6834
6835         if (!sched_domain_debug_enabled)
6836                 return;
6837
6838         if (!sd) {
6839                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
6840                 return;
6841         }
6842
6843         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
6844
6845         for (;;) {
6846                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
6847                         break;
6848                 level++;
6849                 sd = sd->parent;
6850                 if (!sd)
6851                         break;
6852         }
6853 }
6854 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
6855 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6856 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
6857
6858 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6859 {
6860         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
6861                 return 1;
6862
6863         /* Following flags need at least 2 groups */
6864         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6865                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6866                          SD_BALANCE_FORK |
6867                          SD_BALANCE_EXEC |
6868                          SD_SHARE_CPUPOWER |
6869                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
6870                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6871                         return 0;
6872         }
6873
6874         /* Following flags don't use groups */
6875         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
6876                 return 0;
6877
6878         return 1;
6879 }
6880
6881 static int
6882 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6883 {
6884         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6885
6886         if (sd_degenerate(parent))
6887                 return 1;
6888
6889         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
6890                 return 0;
6891
6892         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6893         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6894                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
6895                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
6896                                 SD_BALANCE_FORK |
6897                                 SD_BALANCE_EXEC |
6898                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
6899                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6900                 if (nr_node_ids == 1)
6901                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
6902         }
6903         if (~cflags & pflags)
6904                 return 0;
6905
6906         return 1;
6907 }
6908
6909 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
6910 {
6911         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
6912
6913         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
6914         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6915         free_cpumask_var(rd->online);
6916         free_cpumask_var(rd->span);
6917         kfree(rd);
6918 }
6919
6920 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6921 {
6922         struct root_domain *old_rd = NULL;
6923         unsigned long flags;
6924
6925         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6926
6927         if (rq->rd) {
6928                 old_rd = rq->rd;
6929
6930                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
6931                         set_rq_offline(rq);
6932
6933                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
6934
6935                 /*
6936                  * If we dont want to free the old_rt yet then
6937                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
6938                  * in this function:
6939                  */
6940                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6941                         old_rd = NULL;
6942         }
6943
6944         atomic_inc(&rd->refcount);
6945         rq->rd = rd;
6946
6947         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
6948         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
6949                 set_rq_online(rq);
6950
6951         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6952
6953         if (old_rd)
6954                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
6955 }
6956
6957 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6958 {
6959         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6960
6961         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
6962                 goto out;
6963         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
6964                 goto free_span;
6965         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
6966                 goto free_online;
6967
6968         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
6969                 goto free_rto_mask;
6970         return 0;
6971
6972 free_rto_mask:
6973         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6974 free_online:
6975         free_cpumask_var(rd->online);
6976 free_span:
6977         free_cpumask_var(rd->span);
6978 out:
6979         return -ENOMEM;
6980 }
6981
6982 static void init_defrootdomain(void)
6983 {
6984         init_rootdomain(&def_root_domain);
6985
6986         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6987 }
6988
6989 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6990 {
6991         struct root_domain *rd;
6992
6993         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6994         if (!rd)
6995                 return NULL;
6996
6997         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
6998                 kfree(rd);
6999                 return NULL;
7000         }
7001
7002         return rd;
7003 }
7004
7005 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
7006 {
7007         struct sched_group *tmp, *first;
7008
7009         if (!sg)
7010                 return;
7011
7012         first = sg;
7013         do {
7014                 tmp = sg->next;
7015
7016                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
7017                         kfree(sg->sgp);
7018
7019                 kfree(sg);
7020                 sg = tmp;
7021         } while (sg != first);
7022 }
7023
7024 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
7025 {
7026         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
7027
7028         /*
7029          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
7030          * nuke them all.
7031          */
7032         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7033                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
7034         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
7035                 kfree(sd->groups->sgp);
7036                 kfree(sd->groups);
7037         }
7038         kfree(sd);
7039 }
7040
7041 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
7042 {
7043         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
7044 }
7045
7046 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
7047 {
7048         for (; sd; sd = sd->parent)
7049                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
7050 }
7051
7052 /*
7053  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
7054  * hold the hotplug lock.
7055  */
7056 static void
7057 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
7058 {
7059         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7060         struct sched_domain *tmp;
7061
7062         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
7063         for (tmp = sd; tmp; ) {
7064                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
7065                 if (!parent)
7066                         break;
7067
7068                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
7069                         tmp->parent = parent->parent;
7070                         if (parent->parent)
7071                                 parent->parent->child = tmp;
7072                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
7073                 } else
7074                         tmp = tmp->parent;
7075         }
7076
7077         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
7078                 tmp = sd;
7079                 sd = sd->parent;
7080                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
7081                 if (sd)
7082                         sd->child = NULL;
7083         }
7084
7085         sched_domain_debug(sd, cpu);
7086
7087         rq_attach_root(rq, rd);
7088         tmp = rq->sd;
7089         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
7090         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
7091 }
7092
7093 /* cpus with isolated domains */
7094 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
7095
7096 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
7097 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
7098 {
7099         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
7100         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
7101         return 1;
7102 }
7103
7104 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
7105
7106 #ifdef CONFIG_NUMA
7107
7108 /**
7109  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
7110  * @node: node whose sched_domain we're building
7111  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
7112  *
7113  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
7114  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
7115  *
7116  * Should use nodemask_t.
7117  */
7118 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
7119 {
7120         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
7121
7122         min_val = INT_MAX;
7123
7124         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7125                 /* Start at @node */
7126                 n = (node + i) % nr_node_ids;
7127
7128                 if (!nr_cpus_node(n))
7129                         continue;
7130
7131                 /* Skip already used nodes */
7132                 if (node_isset(n, *used_nodes))
7133                         continue;
7134
7135                 /* Simple min distance search */
7136                 val = node_distance(node, n);
7137
7138                 if (val < min_val) {
7139                         min_val = val;
7140                         best_node = n;
7141                 }
7142         }
7143
7144         if (best_node != -1)
7145                 node_set(best_node, *used_nodes);
7146         return best_node;
7147 }
7148
7149 /**
7150  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7151  * @node: node whose cpumask we're constructing
7152  * @span: resulting cpumask
7153  *
7154  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7155  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7156  * out optimally.
7157  */
7158 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7159 {
7160         nodemask_t used_nodes;
7161         int i;
7162
7163         cpumask_clear(span);
7164         nodes_clear(used_nodes);
7165
7166         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7167         node_set(node, used_nodes);
7168
7169         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7170                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7171                 if (next_node < 0)
7172                         break;
7173                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7174         }
7175 }
7176
7177 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
7178 {
7179         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7180
7181         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
7182
7183         return sched_domains_tmpmask;
7184 }
7185
7186 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
7187 {
7188         return cpu_possible_mask;
7189 }
7190 #endif /* CONFIG_NUMA */
7191
7192 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
7193 {
7194         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
7195 }
7196
7197 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7198
7199 struct sd_data {
7200         struct sched_domain **__percpu sd;
7201         struct sched_group **__percpu sg;
7202         struct sched_group_power **__percpu sgp;
7203 };
7204
7205 struct s_data {
7206         struct sched_domain ** __percpu sd;
7207         struct root_domain      *rd;
7208 };
7209
7210 enum s_alloc {
7211         sa_rootdomain,
7212         sa_sd,
7213         sa_sd_storage,
7214         sa_none,
7215 };
7216
7217 struct sched_domain_topology_level;
7218
7219 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
7220 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
7221
7222 #define SDTL_OVERLAP    0x01
7223
7224 struct sched_domain_topology_level {
7225         sched_domain_init_f init;
7226         sched_domain_mask_f mask;
7227         int                 flags;
7228         struct sd_data      data;
7229 };
7230
7231 static int
7232 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7233 {
7234         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
7235         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7236         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
7237         struct sd_data *sdd = sd->private;
7238         struct sched_domain *child;
7239         int i;
7240
7241         cpumask_clear(covered);
7242
7243         for_each_cpu(i, span) {
7244                 struct cpumask *sg_span;
7245
7246                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7247                         continue;
7248
7249                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7250                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7251
7252                 if (!sg)
7253                         goto fail;
7254
7255                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
7256
7257                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
7258                 if (child->child) {
7259                         child = child->child;
7260                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
7261                 } else
7262                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
7263
7264                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
7265
7266                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
7267                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
7268
7269                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
7270                         groups = sg;
7271
7272                 if (!first)
7273                         first = sg;
7274                 if (last)
7275                         last->next = sg;
7276                 last = sg;
7277                 last->next = first;
7278         }
7279         sd->groups = groups;
7280
7281         return 0;
7282
7283 fail:
7284         free_sched_groups(first, 0);
7285
7286         return -ENOMEM;
7287 }
7288
7289 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
7290 {
7291         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
7292         struct sched_domain *child = sd->child;
7293
7294         if (child)
7295                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
7296
7297         if (sg) {
7298                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
7299                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
7300                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
7301         }
7302
7303         return cpu;
7304 }
7305
7306 /*
7307  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
7308  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7309  * and ->cpu_power to 0.
7310  *
7311  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
7312  */
7313 static int
7314 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7315 {
7316         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7317         struct sd_data *sdd = sd->private;
7318         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7319         struct cpumask *covered;
7320         int i;
7321
7322         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
7323         atomic_inc(&sd->groups->ref);
7324
7325         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
7326                 return 0;
7327
7328         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7329         covered = sched_domains_tmpmask;
7330
7331         cpumask_clear(covered);
7332
7333         for_each_cpu(i, span) {
7334                 struct sched_group *sg;
7335                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
7336                 int j;
7337
7338                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7339                         continue;
7340
7341                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
7342                 sg->sgp->power = 0;
7343
7344                 for_each_cpu(j, span) {
7345                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
7346                                 continue;
7347
7348                         cpumask_set_cpu(j, covered);
7349                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
7350                 }
7351
7352                 if (!first)
7353                         first = sg;
7354                 if (last)
7355                         last->next = sg;
7356                 last = sg;
7357         }
7358         last->next = first;
7359
7360         return 0;
7361 }
7362
7363 /*
7364  * Initialize sched groups cpu_power.
7365  *
7366  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
7367  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
7368  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
7369  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
7370  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
7371  * less cpu_power.
7372  */
7373 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
7374 {
7375         struct sched_group *sg = sd->groups;
7376
7377         WARN_ON(!sd || !sg);
7378
7379         do {
7380                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
7381                 sg = sg->next;
7382         } while (sg != sd->groups);
7383
7384         if (cpu != group_first_cpu(sg))
7385                 return;
7386
7387         update_group_power(sd, cpu);
7388 }
7389
7390 /*
7391  * Initializers for schedule domains
7392  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
7393  */
7394
7395 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7396 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
7397 #else
7398 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
7399 #endif
7400
7401 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
7402 static noinline struct sched_domain *                                   \
7403 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
7404 {                                                                       \
7405         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
7406         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
7407         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
7408         sd->private = &tl->data;                                        \
7409         return sd;                                                      \
7410 }
7411
7412 SD_INIT_FUNC(CPU)
7413 #ifdef CONFIG_NUMA
7414  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
7415  SD_INIT_FUNC(NODE)
7416 #endif
7417 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7418  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
7419 #endif
7420 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7421  SD_INIT_FUNC(MC)
7422 #endif
7423 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7424  SD_INIT_FUNC(BOOK)
7425 #endif
7426
7427 static int default_relax_domain_level = -1;
7428 int sched_domain_level_max;
7429
7430 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
7431 {
7432         unsigned long val;
7433
7434         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
7435         if (val < sched_domain_level_max)
7436                 default_relax_domain_level = val;
7437
7438         return 1;
7439 }
7440 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
7441
7442 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
7443                                  struct sched_domain_attr *attr)
7444 {
7445         int request;
7446
7447         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
7448                 if (default_relax_domain_level < 0)
7449                         return;
7450                 else
7451                         request = default_relax_domain_level;
7452         } else
7453                 request = attr->relax_domain_level;
7454         if (request < sd->level) {
7455                 /* turn off idle balance on this domain */
7456                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7457         } else {
7458                 /* turn on idle balance on this domain */
7459                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
7460         }
7461 }
7462
7463 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
7464 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
7465
7466 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
7467                                  const struct cpumask *cpu_map)
7468 {
7469         switch (what) {
7470         case sa_rootdomain:
7471                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
7472                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
7473         case sa_sd:
7474                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
7475         case sa_sd_storage:
7476                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
7477         case sa_none:
7478                 break;
7479         }
7480 }
7481
7482 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
7483                                                    const struct cpumask *cpu_map)
7484 {
7485         memset(d, 0, sizeof(*d));
7486
7487         if (__sdt_alloc(cpu_map))
7488                 return sa_sd_storage;
7489         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7490         if (!d->sd)
7491                 return sa_sd_storage;
7492         d->rd = alloc_rootdomain();
7493         if (!d->rd)
7494                 return sa_sd;
7495         return sa_rootdomain;
7496 }
7497
7498 /*
7499  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
7500  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
7501  * will not free the data we're using.
7502  */
7503 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
7504 {
7505         struct sd_data *sdd = sd->private;
7506
7507         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
7508         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
7509
7510         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
7511                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
7512
7513         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
7514                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
7515 }
7516
7517 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7518 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
7519 {
7520         return topology_thread_cpumask(cpu);
7521 }
7522 #endif
7523
7524 /*
7525  * Topology list, bottom-up.
7526  */
7527 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
7528 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7529         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
7530 #endif
7531 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7532         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
7533 #endif
7534 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
7535         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
7536 #endif
7537         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
7538 #ifdef CONFIG_NUMA
7539         { sd_init_NODE, cpu_node_mask, SDTL_OVERLAP, },
7540         { sd_init_ALLNODES, cpu_allnodes_mask, },
7541 #endif
7542         { NULL, },
7543 };
7544
7545 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
7546
7547 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7548 {
7549         struct sched_domain_topology_level *tl;
7550         int j;
7551
7552         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7553                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7554
7555                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7556                 if (!sdd->sd)
7557                         return -ENOMEM;
7558
7559                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7560                 if (!sdd->sg)
7561                         return -ENOMEM;
7562
7563                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
7564                 if (!sdd->sgp)
7565                         return -ENOMEM;
7566
7567                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7568                         struct sched_domain *sd;
7569                         struct sched_group *sg;
7570                         struct sched_group_power *sgp;
7571
7572                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7573                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7574                         if (!sd)
7575                                 return -ENOMEM;
7576
7577                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7578
7579                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7580                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7581                         if (!sg)
7582                                 return -ENOMEM;
7583
7584                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7585
7586                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power),
7587                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7588                         if (!sgp)
7589                                 return -ENOMEM;
7590
7591                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
7592                 }
7593         }
7594
7595         return 0;
7596 }
7597
7598 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7599 {
7600         struct sched_domain_topology_level *tl;
7601         int j;
7602
7603         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7604                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7605
7606                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7607                         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7608                         if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7609                                 free_sched_groups(sd->groups, 0);
7610                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7611                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7612                         kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
7613                 }
7614                 free_percpu(sdd->sd);
7615                 free_percpu(sdd->sg);
7616                 free_percpu(sdd->sgp);
7617         }
7618 }
7619
7620 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7621                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
7622                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
7623                 int cpu)
7624 {
7625         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
7626         if (!sd)
7627                 return child;
7628
7629         set_domain_attribute(sd, attr);
7630         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7631         if (child) {
7632                 sd->level = child->level + 1;
7633                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7634                 child->parent = sd;
7635         }
7636         sd->child = child;
7637
7638         return sd;
7639 }
7640
7641 /*
7642  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7643  * to the individual cpus
7644  */
7645 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7646                                struct sched_domain_attr *attr)
7647 {
7648         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
7649         struct sched_domain *sd;
7650         struct s_data d;
7651         int i, ret = -ENOMEM;
7652
7653         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7654         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7655                 goto error;
7656
7657         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7658         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7659                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7660
7661                 sd = NULL;
7662                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
7663                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
7664                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7665                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7666                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7667                                 break;
7668                 }
7669
7670                 while (sd->child)
7671                         sd = sd->child;
7672
7673                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7674         }
7675
7676         /* Build the groups for the domains */
7677         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7678                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7679                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7680                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7681                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7682                                         goto error;
7683                         } else {
7684                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7685                                         goto error;
7686                         }
7687                 }
7688         }
7689
7690         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
7691         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7692                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7693                         continue;
7694
7695                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7696                         claim_allocations(i, sd);
7697                         init_sched_groups_power(i, sd);
7698                 }
7699         }
7700
7701         /* Attach the domains */
7702         rcu_read_lock();
7703         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7704                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7705                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7706         }
7707         rcu_read_unlock();
7708
7709         ret = 0;
7710 error:
7711         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7712         return ret;
7713 }
7714
7715 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7716 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7717 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7718                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7719
7720 /*
7721  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7722  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7723  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7724  */
7725 static cpumask_var_t fallback_doms;
7726
7727 /*
7728  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7729  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7730  * or 0 if it stayed the same.
7731  */
7732 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
7733 {
7734         return 0;
7735 }
7736
7737 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7738 {
7739         int i;
7740         cpumask_var_t *doms;
7741
7742         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7743         if (!doms)
7744                 return NULL;
7745         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7746                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7747                         free_sched_domains(doms, i);
7748                         return NULL;
7749                 }
7750         }
7751         return doms;
7752 }
7753
7754 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7755 {
7756         unsigned int i;
7757         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7758                 free_cpumask_var(doms[i]);
7759         kfree(doms);
7760 }
7761
7762 /*
7763  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7764  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7765  * exclude other special cases in the future.
7766  */
7767 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7768 {
7769         int err;
7770
7771         arch_update_cpu_topology();
7772         ndoms_cur = 1;
7773         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7774         if (!doms_cur)
7775                 doms_cur = &fallback_doms;
7776         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7777         dattr_cur = NULL;
7778         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7779         register_sched_domain_sysctl();
7780
7781         return err;
7782 }
7783
7784 /*
7785  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7786  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7787  */
7788 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7789 {
7790         int i;
7791
7792         rcu_read_lock();
7793         for_each_cpu(i, cpu_map)
7794                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7795         rcu_read_unlock();
7796 }
7797
7798 /* handle null as "default" */
7799 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7800                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7801 {
7802         struct sched_domain_attr tmp;
7803
7804         /* fast path */
7805         if (!new && !cur)
7806                 return 1;
7807
7808         tmp = SD_ATTR_INIT;
7809         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7810                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7811                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7812 }
7813
7814 /*
7815  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7816  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7817  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7818  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7819  *
7820  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7821  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7822  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7823  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7824  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7825  * it as it is.
7826  *
7827  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7828  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7829  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7830  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7831  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7832  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7833  *
7834  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7835  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7836  * and it will not create the default domain.
7837  *
7838  * Call with hotplug lock held
7839  */
7840 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7841                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7842 {
7843         int i, j, n;
7844         int new_topology;
7845
7846         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7847
7848         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7849         unregister_sched_domain_sysctl();
7850
7851         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7852         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7853
7854         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7855
7856         /* Destroy deleted domains */
7857         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7858                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7859                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7860                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7861                                 goto match1;
7862                 }
7863                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7864                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7865 match1:
7866                 ;
7867         }
7868
7869         if (doms_new == NULL) {
7870                 ndoms_cur = 0;
7871                 doms_new = &fallback_doms;
7872                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7873                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7874         }
7875
7876         /* Build new domains */
7877         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7878                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
7879                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7880                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7881                                 goto match2;
7882                 }
7883                 /* no match - add a new doms_new */
7884                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7885 match2:
7886                 ;
7887         }
7888
7889         /* Remember the new sched domains */
7890         if (doms_cur != &fallback_doms)
7891                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7892         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7893         doms_cur = doms_new;
7894         dattr_cur = dattr_new;
7895         ndoms_cur = ndoms_new;
7896
7897         register_sched_domain_sysctl();
7898
7899         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7900 }
7901
7902 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
7903 static void reinit_sched_domains(void)
7904 {
7905         get_online_cpus();
7906
7907         /* Destroy domains first to force the rebuild */
7908         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
7909
7910         rebuild_sched_domains();
7911         put_online_cpus();
7912 }
7913
7914 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
7915 {
7916         unsigned int level = 0;
7917
7918         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
7919                 return -EINVAL;
7920
7921         /*
7922          * level is always be positive so don't check for
7923          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
7924          * What happens on 0 or 1 byte write,
7925          * need to check for count as well?
7926          */
7927
7928         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
7929                 return -EINVAL;
7930
7931         if (smt)
7932                 sched_smt_power_savings = level;
7933         else
7934                 sched_mc_power_savings = level;
7935
7936         reinit_sched_domains();
7937
7938         return count;
7939 }
7940
7941 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7942 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
7943                                            struct sysdev_class_attribute *attr,
7944                                            char *page)
7945 {
7946         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
7947 }
7948 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
7949                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
7950                                             const char *buf, size_t count)
7951 {
7952         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
7953 }
7954 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
7955                          sched_mc_power_savings_show,
7956                          sched_mc_power_savings_store);
7957 #endif
7958
7959 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7960 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
7961                                             struct sysdev_class_attribute *attr,
7962                                             char *page)
7963 {
7964         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
7965 }
7966 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
7967                                              struct sysdev_class_attribute *attr,
7968                                              const char *buf, size_t count)
7969 {
7970         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
7971 }
7972 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
7973                    sched_smt_power_savings_show,
7974                    sched_smt_power_savings_store);
7975 #endif
7976
7977 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
7978 {
7979         int err = 0;
7980
7981 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7982         if (smt_capable())
7983                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
7984                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
7985 #endif
7986 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7987         if (!err && mc_capable())
7988                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
7989                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
7990 #endif
7991         return err;
7992 }
7993 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
7994
7995 /*
7996  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7997  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7998  * around partition_sched_domains().
7999  */
8000 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8001                              void *hcpu)
8002 {
8003         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8004         case CPU_ONLINE:
8005         case CPU_DOWN_FAILED:
8006                 cpuset_update_active_cpus();
8007                 return NOTIFY_OK;
8008         default:
8009                 return NOTIFY_DONE;
8010         }
8011 }
8012
8013 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
8014                                void *hcpu)
8015 {
8016         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8017         case CPU_DOWN_PREPARE:
8018                 cpuset_update_active_cpus();
8019                 return NOTIFY_OK;
8020         default:
8021                 return NOTIFY_DONE;
8022         }
8023 }
8024
8025 static int update_runtime(struct notifier_block *nfb,
8026                                 unsigned long action, void *hcpu)
8027 {
8028         int cpu = (int)(long)hcpu;
8029
8030         switch (action) {
8031         case CPU_DOWN_PREPARE:
8032         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8033                 disable_runtime(cpu_rq(cpu));
8034                 return NOTIFY_OK;
8035
8036         case CPU_DOWN_FAILED:
8037         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8038         case CPU_ONLINE:
8039         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8040                 enable_runtime(cpu_rq(cpu));
8041                 return NOTIFY_OK;
8042
8043         default:
8044                 return NOTIFY_DONE;
8045         }
8046 }
8047
8048 void __init sched_init_smp(void)
8049 {
8050         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
8051
8052         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
8053         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
8054
8055         get_online_cpus();
8056         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8057         init_sched_domains(cpu_active_mask);
8058         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
8059         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
8060                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
8061         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8062         put_online_cpus();
8063
8064         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
8065         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
8066
8067         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
8068         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
8069
8070         init_hrtick();
8071
8072         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8073         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
8074                 BUG();
8075         sched_init_granularity();
8076         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
8077
8078         init_sched_rt_class();
8079 }
8080 #else
8081 void __init sched_init_smp(void)
8082 {
8083         sched_init_granularity();
8084 }
8085 #endif /* CONFIG_SMP */
8086
8087 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
8088
8089 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8090 {
8091         return in_lock_functions(addr) ||
8092                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8093                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8094 }
8095
8096 static void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8097 {
8098         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8099         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->tasks);
8100         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8101 #ifndef CONFIG_64BIT
8102         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8103 #endif
8104 }
8105
8106 static void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq)
8107 {
8108         struct rt_prio_array *array;
8109         int i;
8110
8111         array = &rt_rq->active;
8112         for (i = 0; i < MAX_RT_PRIO; i++) {
8113                 INIT_LIST_HEAD(array->queue + i);
8114                 __clear_bit(i, array->bitmap);
8115         }
8116         /* delimiter for bitsearch: */
8117         __set_bit(MAX_RT_PRIO, array->bitmap);
8118
8119 #if defined CONFIG_SMP
8120         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8121         rt_rq->highest_prio.next = MAX_RT_PRIO;
8122         rt_rq->rt_nr_migratory = 0;
8123         rt_rq->overloaded = 0;
8124         plist_head_init(&rt_rq->pushable_tasks);
8125 #endif
8126
8127         rt_rq->rt_time = 0;
8128         rt_rq->rt_throttled = 0;
8129         rt_rq->rt_runtime = 0;
8130         raw_spin_lock_init(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8131 }
8132
8133 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8134 static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8135                                 struct sched_entity *se, int cpu,
8136                                 struct sched_entity *parent)
8137 {
8138         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8139
8140         cfs_rq->tg = tg;
8141         cfs_rq->rq = rq;
8142 #ifdef CONFIG_SMP
8143         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
8144         cfs_rq->load_stamp = 1;
8145 #endif
8146         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8147
8148         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8149         tg->se[cpu] = se;
8150
8151         /* se could be NULL for root_task_group */
8152         if (!se)
8153                 return;
8154
8155         if (!parent)
8156                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8157         else
8158                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8159
8160         se->my_q = cfs_rq;
8161         update_load_set(&se->load, 0);
8162         se->parent = parent;
8163 }
8164 #endif
8165
8166 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8167 static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
8168                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
8169                 struct sched_rt_entity *parent)
8170 {
8171         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8172
8173         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8174         rt_rq->rt_nr_boosted = 0;
8175         rt_rq->rq = rq;
8176         rt_rq->tg = tg;
8177
8178         tg->rt_rq[cpu] = rt_rq;
8179         tg->rt_se[cpu] = rt_se;
8180
8181         if (!rt_se)
8182                 return;
8183
8184         if (!parent)
8185                 rt_se->rt_rq = &rq->rt;
8186         else
8187                 rt_se->rt_rq = parent->my_q;
8188
8189         rt_se->my_q = rt_rq;
8190         rt_se->parent = parent;
8191         INIT_LIST_HEAD(&rt_se->run_list);
8192 }
8193 #endif
8194
8195 void __init sched_init(void)
8196 {
8197         int i, j;
8198         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
8199
8200 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8201         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8202 #endif
8203 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8204         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8205 #endif
8206 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8207         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
8208 #endif
8209         if (alloc_size) {
8210                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
8211
8212 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8213                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8214                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8215
8216                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8217                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8218
8219 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8220 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8221                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8222                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8223
8224                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8225                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8226
8227 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8228 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8229                 for_each_possible_cpu(i) {
8230                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
8231                         ptr += cpumask_size();
8232                 }
8233 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8234         }
8235
8236 #ifdef CONFIG_SMP
8237         init_defrootdomain();
8238 #endif
8239
8240         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
8241                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8242
8243 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8244         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8245                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8246 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8247
8248 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8249         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
8250         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8251         autogroup_init(&init_task);
8252 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8253
8254         for_each_possible_cpu(i) {
8255                 struct rq *rq;
8256
8257                 rq = cpu_rq(i);
8258                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
8259                 rq->nr_running = 0;
8260                 rq->calc_load_active = 0;
8261                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8262                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
8263                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
8264 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8265                 root_task_group.shares = root_task_group_load;
8266                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8267                 /*
8268                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
8269                  *
8270                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8271                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
8272                  * system cpu resource is divided among the tasks of
8273                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8274                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8275                  * (se->load.weight).
8276                  *
8277                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
8278                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8279                  * then A0's share of the cpu resource is:
8280                  *
8281                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8282                  *
8283                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
8284                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
8285                  */
8286                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
8287                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
8288 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8289
8290                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8292                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
8293                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
8294 #endif
8295
8296                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
8297                         rq->cpu_load[j] = 0;
8298
8299                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
8300
8301 #ifdef CONFIG_SMP
8302                 rq->sd = NULL;
8303                 rq->rd = NULL;
8304                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
8305                 rq->post_schedule = 0;
8306                 rq->active_balance = 0;
8307                 rq->next_balance = jiffies;
8308                 rq->push_cpu = 0;
8309                 rq->cpu = i;
8310                 rq->online = 0;
8311                 rq->idle_stamp = 0;
8312                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
8313                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
8314 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8315                 rq->nohz_balance_kick = 0;
8316 #endif
8317 #endif
8318                 init_rq_hrtick(rq);
8319                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
8320         }
8321
8322         set_load_weight(&init_task);
8323
8324 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
8325         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
8326 #endif
8327
8328 #ifdef CONFIG_SMP
8329         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8330 #endif
8331
8332 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
8333         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
8334 #endif
8335
8336         /*
8337          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
8338          */
8339         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
8340         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
8341
8342         /*
8343          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
8344          * called from this thread, however somewhere below it might be,
8345          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
8346          * when this runqueue becomes "idle".
8347          */
8348         init_idle(current, smp_processor_id());
8349
8350         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
8351
8352         /*
8353          * During early bootup we pretend to be a normal task:
8354          */
8355         current->sched_class = &fair_sched_class;
8356
8357 #ifdef CONFIG_SMP
8358         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
8359 #ifdef CONFIG_NO_HZ
8360         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8361         alloc_cpumask_var(&nohz.grp_idle_mask, GFP_NOWAIT);
8362         atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
8363         atomic_set(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8364         atomic_set(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids);
8365 #endif
8366         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
8367         if (cpu_isolated_map == NULL)
8368                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
8369 #endif /* SMP */
8370
8371         scheduler_running = 1;
8372 }
8373
8374 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
8375 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
8376 {
8377         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
8378
8379         return (nested == preempt_offset);
8380 }
8381
8382 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
8383 {
8384         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
8385
8386         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
8387         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
8388             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
8389                 return;
8390         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
8391                 return;
8392         prev_jiffy = jiffies;
8393
8394         printk(KERN_ERR
8395                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
8396                         file, line);
8397         printk(KERN_ERR
8398                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
8399                         in_atomic(), irqs_disabled(),
8400                         current->pid, current->comm);
8401
8402         debug_show_held_locks(current);
8403         if (irqs_disabled())
8404                 print_irqtrace_events(current);
8405         dump_stack();
8406 }
8407 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
8408 #endif
8409
8410 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
8411 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8412 {
8413         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
8414         int old_prio = p->prio;
8415         int on_rq;
8416
8417         on_rq = p->on_rq;
8418         if (on_rq)
8419                 deactivate_task(rq, p, 0);
8420         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
8421         if (on_rq) {
8422                 activate_task(rq, p, 0);
8423                 resched_task(rq->curr);
8424         }
8425
8426         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
8427 }
8428
8429 void normalize_rt_tasks(void)
8430 {
8431         struct task_struct *g, *p;
8432         unsigned long flags;
8433         struct rq *rq;
8434
8435         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
8436         do_each_thread(g, p) {
8437                 /*
8438                  * Only normalize user tasks:
8439                  */
8440                 if (!p->mm)
8441                         continue;
8442
8443                 p->se.exec_start                = 0;
8444 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
8445                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
8446                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
8447                 p->se.statistics.block_start    = 0;
8448 #endif
8449
8450                 if (!rt_task(p)) {
8451                         /*
8452                          * Renice negative nice level userspace
8453                          * tasks back to 0:
8454                          */
8455                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
8456                                 set_user_nice(p, 0);
8457                         continue;
8458                 }
8459
8460                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
8461                 rq = __task_rq_lock(p);
8462
8463                 normalize_task(rq, p);
8464
8465                 __task_rq_unlock(rq);
8466                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
8467         } while_each_thread(g, p);
8468
8469         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
8470 }
8471
8472 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
8473
8474 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
8475 /*
8476  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
8477  *
8478  * They can only be called when the whole system has been
8479  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
8480  * activity can take place. Using them for anything else would
8481  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
8482  * under any other configuration.
8483  */
8484
8485 /**
8486  * curr_task - return the current task for a given cpu.
8487  * @cpu: the processor in question.
8488  *
8489  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8490  */
8491 struct task_struct *curr_task(int cpu)
8492 {
8493         return cpu_curr(cpu);
8494 }
8495
8496 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
8497
8498 #ifdef CONFIG_IA64
8499 /**
8500  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
8501  * @cpu: the processor in question.
8502  * @p: the task pointer to set.
8503  *
8504  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
8505  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
8506  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
8507  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
8508  * and caller must save the original value of the current task (see
8509  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
8510  * re-starting the system.
8511  *
8512  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
8513  */
8514 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
8515 {
8516         cpu_curr(cpu) = p;
8517 }
8518
8519 #endif
8520
8521 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8522 static void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8523 {
8524         int i;
8525
8526         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8527
8528         for_each_possible_cpu(i) {
8529                 if (tg->cfs_rq)
8530                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8531                 if (tg->se)
8532                         kfree(tg->se[i]);
8533         }
8534
8535         kfree(tg->cfs_rq);
8536         kfree(tg->se);
8537 }
8538
8539 static
8540 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8541 {
8542         struct cfs_rq *cfs_rq;
8543         struct sched_entity *se;
8544         int i;
8545
8546         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8547         if (!tg->cfs_rq)
8548                 goto err;
8549         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8550         if (!tg->se)
8551                 goto err;
8552
8553         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8554
8555         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8556
8557         for_each_possible_cpu(i) {
8558                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8559                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8560                 if (!cfs_rq)
8561                         goto err;
8562
8563                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8564                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8565                 if (!se)
8566                         goto err_free_rq;
8567
8568                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8569                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8570         }
8571
8572         return 1;
8573
8574 err_free_rq:
8575         kfree(cfs_rq);
8576 err:
8577         return 0;
8578 }
8579
8580 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8581 {
8582         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8583         unsigned long flags;
8584
8585         /*
8586         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8587         * check on_list without danger of it being re-added.
8588         */
8589         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8590                 return;
8591
8592         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8593         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8594         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8595 }
8596 #else /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8597 static inline void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8598 {
8599 }
8600
8601 static inline
8602 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8603 {
8604         return 1;
8605 }
8606
8607 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8608 {
8609 }
8610 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8611
8612 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8613 static void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8614 {
8615         int i;
8616
8617         if (tg->rt_se)
8618                 destroy_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth);
8619
8620         for_each_possible_cpu(i) {
8621                 if (tg->rt_rq)
8622                         kfree(tg->rt_rq[i]);
8623                 if (tg->rt_se)
8624                         kfree(tg->rt_se[i]);
8625         }
8626
8627         kfree(tg->rt_rq);
8628         kfree(tg->rt_se);
8629 }
8630
8631 static
8632 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8633 {
8634         struct rt_rq *rt_rq;
8635         struct sched_rt_entity *rt_se;
8636         int i;
8637
8638         tg->rt_rq = kzalloc(sizeof(rt_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8639         if (!tg->rt_rq)
8640                 goto err;
8641         tg->rt_se = kzalloc(sizeof(rt_se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8642         if (!tg->rt_se)
8643                 goto err;
8644
8645         init_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth,
8646                         ktime_to_ns(def_rt_bandwidth.rt_period), 0);
8647
8648         for_each_possible_cpu(i) {
8649                 rt_rq = kzalloc_node(sizeof(struct rt_rq),
8650                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8651                 if (!rt_rq)
8652                         goto err;
8653
8654                 rt_se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_rt_entity),
8655                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8656                 if (!rt_se)
8657                         goto err_free_rq;
8658
8659                 init_rt_rq(rt_rq, cpu_rq(i));
8660                 rt_rq->rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8661                 init_tg_rt_entry(tg, rt_rq, rt_se, i, parent->rt_se[i]);
8662         }
8663
8664         return 1;
8665
8666 err_free_rq:
8667         kfree(rt_rq);
8668 err:
8669         return 0;
8670 }
8671 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8672 static inline void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
8673 {
8674 }
8675
8676 static inline
8677 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8678 {
8679         return 1;
8680 }
8681 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8682
8683 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8684 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
8685 {
8686         free_fair_sched_group(tg);
8687         free_rt_sched_group(tg);
8688         autogroup_free(tg);
8689         kfree(tg);
8690 }
8691
8692 /* allocate runqueue etc for a new task group */
8693 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
8694 {
8695         struct task_group *tg;
8696         unsigned long flags;
8697
8698         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
8699         if (!tg)
8700                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8701
8702         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
8703                 goto err;
8704
8705         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
8706                 goto err;
8707
8708         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8709         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
8710
8711         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
8712
8713         tg->parent = parent;
8714         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
8715         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
8716         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8717
8718         return tg;
8719
8720 err:
8721         free_sched_group(tg);
8722         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8723 }
8724
8725 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
8726 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
8727 {
8728         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
8729         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
8730 }
8731
8732 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
8733 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
8734 {
8735         unsigned long flags;
8736         int i;
8737
8738         /* end participation in shares distribution */
8739         for_each_possible_cpu(i)
8740                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
8741
8742         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8743         list_del_rcu(&tg->list);
8744         list_del_rcu(&tg->siblings);
8745         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8746
8747         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
8748         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
8749 }
8750
8751 /* change task's runqueue when it moves between groups.
8752  *      The caller of this function should have put the task in its new group
8753  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
8754  *      reflect its new group.
8755  */
8756 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
8757 {
8758         int on_rq, running;
8759         unsigned long flags;
8760         struct rq *rq;
8761
8762         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
8763
8764         running = task_current(rq, tsk);
8765         on_rq = tsk->on_rq;
8766
8767         if (on_rq)
8768                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
8769         if (unlikely(running))
8770                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
8771
8772 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8773         if (tsk->sched_class->task_move_group)
8774                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
8775         else
8776 #endif
8777                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
8778
8779         if (unlikely(running))
8780                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
8781         if (on_rq)
8782                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
8783
8784         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
8785 }
8786 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8787
8788 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8789 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8790
8791 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8792 {
8793         int i;
8794         unsigned long flags;
8795
8796         /*
8797          * We can't change the weight of the root cgroup.
8798          */
8799         if (!tg->se[0])
8800                 return -EINVAL;
8801
8802         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8803
8804         mutex_lock(&shares_mutex);
8805         if (tg->shares == shares)
8806                 goto done;
8807
8808         tg->shares = shares;
8809         for_each_possible_cpu(i) {
8810                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8811                 struct sched_entity *se;
8812
8813                 se = tg->se[i];
8814                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8815                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8816                 for_each_sched_entity(se)
8817                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8818                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8819         }
8820
8821 done:
8822         mutex_unlock(&shares_mutex);
8823         return 0;
8824 }
8825
8826 unsigned long sched_group_shares(struct task_group *tg)
8827 {
8828         return tg->shares;
8829 }
8830 #endif
8831
8832 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
8833 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
8834 {
8835         if (runtime == RUNTIME_INF)
8836                 return 1ULL << 20;
8837
8838         return div64_u64(runtime << 20, period);
8839 }
8840 #endif
8841
8842 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8843 /*
8844  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8845  */
8846 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8847
8848 /* Must be called with tasklist_lock held */
8849 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8850 {
8851         struct task_struct *g, *p;
8852
8853         do_each_thread(g, p) {
8854                 if (rt_task(p) && rt_rq_of_se(&p->rt)->tg == tg)
8855                         return 1;
8856         } while_each_thread(g, p);
8857
8858         return 0;
8859 }
8860
8861 struct rt_schedulable_data {
8862         struct task_group *tg;
8863         u64 rt_period;
8864         u64 rt_runtime;
8865 };
8866
8867 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8868 {
8869         struct rt_schedulable_data *d = data;
8870         struct task_group *child;
8871         unsigned long total, sum = 0;
8872         u64 period, runtime;
8873
8874         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8875         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8876
8877         if (tg == d->tg) {
8878                 period = d->rt_period;
8879                 runtime = d->rt_runtime;
8880         }
8881
8882         /*
8883          * Cannot have more runtime than the period.
8884          */
8885         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8886                 return -EINVAL;
8887
8888         /*
8889          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8890          */
8891         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8892                 return -EBUSY;
8893
8894         total = to_ratio(period, runtime);
8895
8896         /*
8897          * Nobody can have more than the global setting allows.
8898          */
8899         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8900                 return -EINVAL;
8901
8902         /*
8903          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8904          */
8905         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8906                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8907                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8908
8909                 if (child == d->tg) {
8910                         period = d->rt_period;
8911                         runtime = d->rt_runtime;
8912                 }
8913
8914                 sum += to_ratio(period, runtime);
8915         }
8916
8917         if (sum > total)
8918                 return -EINVAL;
8919
8920         return 0;
8921 }
8922
8923 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8924 {
8925         int ret;
8926
8927         struct rt_schedulable_data data = {
8928                 .tg = tg,
8929                 .rt_period = period,
8930                 .rt_runtime = runtime,
8931         };
8932
8933         rcu_read_lock();
8934         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8935         rcu_read_unlock();
8936
8937         return ret;
8938 }
8939
8940 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8941                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8942 {
8943         int i, err = 0;
8944
8945         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8946         read_lock(&tasklist_lock);
8947         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8948         if (err)
8949                 goto unlock;
8950
8951         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8952         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8953         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8954
8955         for_each_possible_cpu(i) {
8956                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8957
8958                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8959                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8960                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8961         }
8962         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8963 unlock:
8964         read_unlock(&tasklist_lock);
8965         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8966
8967         return err;
8968 }
8969
8970 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8971 {
8972         u64 rt_runtime, rt_period;
8973
8974         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8975         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8976         if (rt_runtime_us < 0)
8977                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8978
8979         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8980 }
8981
8982 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8983 {
8984         u64 rt_runtime_us;
8985
8986         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8987                 return -1;
8988
8989         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8990         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8991         return rt_runtime_us;
8992 }
8993
8994 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
8995 {
8996         u64 rt_runtime, rt_period;
8997
8998         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8999         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9000
9001         if (rt_period == 0)
9002                 return -EINVAL;
9003
9004         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9005 }
9006
9007 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
9008 {
9009         u64 rt_period_us;
9010
9011         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9012         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
9013         return rt_period_us;
9014 }
9015
9016 static int sched_rt_global_constraints(void)
9017 {
9018         u64 runtime, period;
9019         int ret = 0;
9020
9021         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9022                 return -EINVAL;
9023
9024         runtime = global_rt_runtime();
9025         period = global_rt_period();
9026
9027         /*
9028          * Sanity check on the sysctl variables.
9029          */
9030         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9031                 return -EINVAL;
9032
9033         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9034         read_lock(&tasklist_lock);
9035         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
9036         read_unlock(&tasklist_lock);
9037         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9038
9039         return ret;
9040 }
9041
9042 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
9043 {
9044         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
9045         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
9046                 return 0;
9047
9048         return 1;
9049 }
9050
9051 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9052 static int sched_rt_global_constraints(void)
9053 {
9054         unsigned long flags;
9055         int i;
9056
9057         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9058                 return -EINVAL;
9059
9060         /*
9061          * There's always some RT tasks in the root group
9062          * -- migration, kstopmachine etc..
9063          */
9064         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
9065                 return -EBUSY;
9066
9067         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9068         for_each_possible_cpu(i) {
9069                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
9070
9071                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9072                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
9073                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9074         }
9075         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9076
9077         return 0;
9078 }
9079 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9080
9081 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
9082                 void __user *buffer, size_t *lenp,
9083                 loff_t *ppos)
9084 {
9085         int ret;
9086         int old_period, old_runtime;
9087         static DEFINE_MUTEX(mutex);
9088
9089         mutex_lock(&mutex);
9090         old_period = sysctl_sched_rt_period;
9091         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
9092
9093         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
9094
9095         if (!ret && write) {
9096                 ret = sched_rt_global_constraints();
9097                 if (ret) {
9098                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
9099                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
9100                 } else {
9101                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
9102                         def_rt_bandwidth.rt_period =
9103                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
9104                 }
9105         }
9106         mutex_unlock(&mutex);
9107
9108         return ret;
9109 }
9110
9111 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9112
9113 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
9114 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
9115 {
9116         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
9117                             struct task_group, css);
9118 }
9119
9120 static struct cgroup_subsys_state *
9121 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9122 {
9123         struct task_group *tg, *parent;
9124
9125         if (!cgrp->parent) {
9126                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9127                 return &root_task_group.css;
9128         }
9129
9130         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
9131         tg = sched_create_group(parent);
9132         if (IS_ERR(tg))
9133                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9134
9135         return &tg->css;
9136 }
9137
9138 static void
9139 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9140 {
9141         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9142
9143         sched_destroy_group(tg);
9144 }
9145
9146 static int
9147 cpu_cgroup_can_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9148 {
9149 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9150         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
9151                 return -EINVAL;
9152 #else
9153         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
9154         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
9155                 return -EINVAL;
9156 #endif
9157         return 0;
9158 }
9159
9160 static void
9161 cpu_cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk)
9162 {
9163         sched_move_task(tsk);
9164 }
9165
9166 static void
9167 cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9168                 struct cgroup *old_cgrp, struct task_struct *task)
9169 {
9170         /*
9171          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
9172          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
9173          * trying to poke a half freed task state from generic code.
9174          */
9175         if (!(task->flags & PF_EXITING))
9176                 return;
9177
9178         sched_move_task(task);
9179 }
9180
9181 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9182 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9183                                 u64 shareval)
9184 {
9185         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
9186 }
9187
9188 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9189 {
9190         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9191
9192         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
9193 }
9194
9195 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9196 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
9197
9198 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
9199 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
9200
9201 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
9202
9203 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9204 {
9205         int i, ret = 0, runtime_enabled;
9206         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9207
9208         if (tg == &root_task_group)
9209                 return -EINVAL;
9210
9211         /*
9212          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
9213          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
9214          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
9215          */
9216         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
9217                 return -EINVAL;
9218
9219         /*
9220          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
9221          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
9222          * feasibility.
9223          */
9224         if (period > max_cfs_quota_period)
9225                 return -EINVAL;
9226
9227         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
9228         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
9229         if (ret)
9230                 goto out_unlock;
9231
9232         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
9233         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
9234         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
9235         cfs_b->quota = quota;
9236
9237         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
9238         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
9239         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
9240                 /* force a reprogram */
9241                 cfs_b->timer_active = 0;
9242                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
9243         }
9244         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
9245
9246         for_each_possible_cpu(i) {
9247                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
9248                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
9249
9250                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9251                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
9252                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
9253
9254                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9255                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
9256                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9257         }
9258 out_unlock:
9259         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
9260
9261         return ret;
9262 }
9263
9264 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
9265 {
9266         u64 quota, period;
9267
9268         period = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9269         if (cfs_quota_us < 0)
9270                 quota = RUNTIME_INF;
9271         else
9272                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
9273
9274         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9275 }
9276
9277 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
9278 {
9279         u64 quota_us;
9280
9281         if (tg_cfs_bandwidth(tg)->quota == RUNTIME_INF)
9282                 return -1;
9283
9284         quota_us = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9285         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
9286
9287         return quota_us;
9288 }
9289
9290 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
9291 {
9292         u64 quota, period;
9293
9294         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
9295         quota = tg_cfs_bandwidth(tg)->quota;
9296
9297         if (period <= 0)
9298                 return -EINVAL;
9299
9300         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
9301 }
9302
9303 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
9304 {
9305         u64 cfs_period_us;
9306
9307         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg_cfs_bandwidth(tg)->period);
9308         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
9309
9310         return cfs_period_us;
9311 }
9312
9313 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9314 {
9315         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
9316 }
9317
9318 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9319                                 s64 cfs_quota_us)
9320 {
9321         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
9322 }
9323
9324 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9325 {
9326         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
9327 }
9328
9329 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9330                                 u64 cfs_period_us)
9331 {
9332         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
9333 }
9334
9335 struct cfs_schedulable_data {
9336         struct task_group *tg;
9337         u64 period, quota;
9338 };
9339
9340 /*
9341  * normalize group quota/period to be quota/max_period
9342  * note: units are usecs
9343  */
9344 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
9345                                struct cfs_schedulable_data *d)
9346 {
9347         u64 quota, period;
9348
9349         if (tg == d->tg) {
9350                 period = d->period;
9351                 quota = d->quota;
9352         } else {
9353                 period = tg_get_cfs_period(tg);
9354                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
9355         }
9356
9357         /* note: these should typically be equivalent */
9358         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
9359                 return RUNTIME_INF;
9360
9361         return to_ratio(period, quota);
9362 }
9363
9364 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
9365 {
9366         struct cfs_schedulable_data *d = data;
9367         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9368         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
9369
9370         if (!tg->parent) {
9371                 quota = RUNTIME_INF;
9372         } else {
9373                 struct cfs_bandwidth *parent_b = tg_cfs_bandwidth(tg->parent);
9374
9375                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
9376                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
9377
9378                 /*
9379                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
9380                  * limit is set
9381                  */
9382                 if (quota == RUNTIME_INF)
9383                         quota = parent_quota;
9384                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
9385                         return -EINVAL;
9386         }
9387         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
9388
9389         return 0;
9390 }
9391
9392 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
9393 {
9394         int ret;
9395         struct cfs_schedulable_data data = {
9396                 .tg = tg,
9397                 .period = period,
9398                 .quota = quota,
9399         };
9400
9401         if (quota != RUNTIME_INF) {
9402                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
9403                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
9404         }
9405
9406         rcu_read_lock();
9407         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
9408         rcu_read_unlock();
9409
9410         return ret;
9411 }
9412
9413 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9414                 struct cgroup_map_cb *cb)
9415 {
9416         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9417         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
9418
9419         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
9420         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
9421         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
9422
9423         return 0;
9424 }
9425 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
9426 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9427
9428 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9429 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9430                                 s64 val)
9431 {
9432         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
9433 }
9434
9435 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9436 {
9437         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
9438 }
9439
9440 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9441                 u64 rt_period_us)
9442 {
9443         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
9444 }
9445
9446 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9447 {
9448         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
9449 }
9450 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9451
9452 static struct cftype cpu_files[] = {
9453 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9454         {
9455                 .name = "shares",
9456                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9457                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9458         },
9459 #endif
9460 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
9461         {
9462                 .name = "cfs_quota_us",
9463                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
9464                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
9465         },
9466         {
9467                 .name = "cfs_period_us",
9468                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
9469                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
9470         },
9471         {
9472                 .name = "stat",
9473                 .read_map = cpu_stats_show,
9474         },
9475 #endif
9476 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9477         {
9478                 .name = "rt_runtime_us",
9479                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9480                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9481         },
9482         {
9483                 .name = "rt_period_us",
9484                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9485                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9486         },
9487 #endif
9488 };
9489
9490 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
9491 {
9492         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
9493 }
9494
9495 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
9496         .name           = "cpu",
9497         .create         = cpu_cgroup_create,
9498         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
9499         .can_attach_task = cpu_cgroup_can_attach_task,
9500         .attach_task    = cpu_cgroup_attach_task,
9501         .exit           = cpu_cgroup_exit,
9502         .populate       = cpu_cgroup_populate,
9503         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
9504         .early_init     = 1,
9505 };
9506
9507 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9508
9509 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
9510
9511 /*
9512  * CPU accounting code for task groups.
9513  *
9514  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
9515  * (balbir@in.ibm.com).
9516  */
9517
9518 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
9519 struct cpuacct {
9520         struct cgroup_subsys_state css;
9521         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
9522         u64 __percpu *cpuusage;
9523         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
9524         struct cpuacct *parent;
9525 };
9526
9527 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
9528
9529 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
9530 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
9531 {
9532         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
9533                             struct cpuacct, css);
9534 }
9535
9536 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
9537 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
9538 {
9539         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
9540                             struct cpuacct, css);
9541 }
9542
9543 /* create a new cpu accounting group */
9544 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
9545         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9546 {
9547         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
9548         int i;
9549
9550         if (!ca)
9551                 goto out;
9552
9553         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
9554         if (!ca->cpuusage)
9555                 goto out_free_ca;
9556
9557         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9558                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
9559                         goto out_free_counters;
9560
9561         if (cgrp->parent)
9562                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
9563
9564         return &ca->css;
9565
9566 out_free_counters:
9567         while (--i >= 0)
9568                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9569         free_percpu(ca->cpuusage);
9570 out_free_ca:
9571         kfree(ca);
9572 out:
9573         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9574 }
9575
9576 /* destroy an existing cpu accounting group */
9577 static void
9578 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9579 {
9580         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9581         int i;
9582
9583         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
9584                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
9585         free_percpu(ca->cpuusage);
9586         kfree(ca);
9587 }
9588
9589 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
9590 {
9591         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9592         u64 data;
9593
9594 #ifndef CONFIG_64BIT
9595         /*
9596          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
9597          */
9598         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9599         data = *cpuusage;
9600         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9601 #else
9602         data = *cpuusage;
9603 #endif
9604
9605         return data;
9606 }
9607
9608 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
9609 {
9610         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9611
9612 #ifndef CONFIG_64BIT
9613         /*
9614          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
9615          */
9616         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9617         *cpuusage = val;
9618         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
9619 #else
9620         *cpuusage = val;
9621 #endif
9622 }
9623
9624 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
9625 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9626 {
9627         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9628         u64 totalcpuusage = 0;
9629         int i;
9630
9631         for_each_present_cpu(i)
9632                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9633
9634         return totalcpuusage;
9635 }
9636
9637 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9638                                                                 u64 reset)
9639 {
9640         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9641         int err = 0;
9642         int i;
9643
9644         if (reset) {
9645                 err = -EINVAL;
9646                 goto out;
9647         }
9648
9649         for_each_present_cpu(i)
9650                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
9651
9652 out:
9653         return err;
9654 }
9655
9656 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
9657                                    struct seq_file *m)
9658 {
9659         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
9660         u64 percpu;
9661         int i;
9662
9663         for_each_present_cpu(i) {
9664                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
9665                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
9666         }
9667         seq_printf(m, "\n");
9668         return 0;
9669 }
9670
9671 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
9672         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
9673         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
9674 };
9675
9676 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9677                 struct cgroup_map_cb *cb)
9678 {
9679         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
9680         int i;
9681
9682         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
9683                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
9684                 val = cputime64_to_clock_t(val);
9685                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
9686         }
9687         return 0;
9688 }
9689
9690 static struct cftype files[] = {
9691         {
9692                 .name = "usage",
9693                 .read_u64 = cpuusage_read,
9694                 .write_u64 = cpuusage_write,
9695         },
9696         {
9697                 .name = "usage_percpu",
9698                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
9699         },
9700         {
9701                 .name = "stat",
9702                 .read_map = cpuacct_stats_show,
9703         },
9704 };
9705
9706 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9707 {
9708         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
9709 }
9710
9711 /*
9712  * charge this task's execution time to its accounting group.
9713  *
9714  * called with rq->lock held.
9715  */
9716 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
9717 {
9718         struct cpuacct *ca;
9719         int cpu;
9720
9721         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
9722                 return;
9723
9724         cpu = task_cpu(tsk);
9725
9726         rcu_read_lock();
9727
9728         ca = task_ca(tsk);
9729
9730         for (; ca; ca = ca->parent) {
9731                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
9732                 *cpuusage += cputime;
9733         }
9734
9735         rcu_read_unlock();
9736 }
9737
9738 /*
9739  * When CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING is enabled one jiffy can be very large
9740  * in cputime_t units. As a result, cpuacct_update_stats calls
9741  * percpu_counter_add with values large enough to always overflow the
9742  * per cpu batch limit causing bad SMP scalability.
9743  *
9744  * To fix this we scale percpu_counter_batch by cputime_one_jiffy so we
9745  * batch the same amount of time with CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING disabled
9746  * and enabled. We cap it at INT_MAX which is the largest allowed batch value.
9747  */
9748 #ifdef CONFIG_SMP
9749 #define CPUACCT_BATCH   \
9750         min_t(long, percpu_counter_batch * cputime_one_jiffy, INT_MAX)
9751 #else
9752 #define CPUACCT_BATCH   0
9753 #endif
9754
9755 /*
9756  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
9757  */
9758 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
9759                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
9760 {
9761         struct cpuacct *ca;
9762         int batch = CPUACCT_BATCH;
9763
9764         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
9765                 return;
9766
9767         rcu_read_lock();
9768         ca = task_ca(tsk);
9769
9770         do {
9771                 __percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val, batch);
9772                 ca = ca->parent;
9773         } while (ca);
9774         rcu_read_unlock();
9775 }
9776
9777 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
9778         .name = "cpuacct",
9779         .create = cpuacct_create,
9780         .destroy = cpuacct_destroy,
9781         .populate = cpuacct_populate,
9782         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
9783 };
9784 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */