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