]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
sched: Add an rq migration call-back to sched_class
[karo-tx-linux.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 #include "../smpboot.h"
87
88 #define CREATE_TRACE_POINTS
89 #include <trace/events/sched.h>
90
91 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
92 {
93         unsigned long delta;
94         ktime_t soft, hard, now;
95
96         for (;;) {
97                 if (hrtimer_active(period_timer))
98                         break;
99
100                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
101                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
102
103                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
104                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
105                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
106                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
107                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
108         }
109 }
110
111 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
112 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
113
114 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
115
116 void update_rq_clock(struct rq *rq)
117 {
118         s64 delta;
119
120         if (rq->skip_clock_update > 0)
121                 return;
122
123         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
124         rq->clock += delta;
125         update_rq_clock_task(rq, delta);
126 }
127
128 /*
129  * Debugging: various feature bits
130  */
131
132 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
133         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
134
135 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
136 #include "features.h"
137         0;
138
139 #undef SCHED_FEAT
140
141 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
142 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
143         #name ,
144
145 static const char * const sched_feat_names[] = {
146 #include "features.h"
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) 0
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 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
744 {
745 /*
746  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
747  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
748  */
749 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
750         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
751 #endif
752 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
753         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
754
755         /*
756          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
757          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
758          * {soft,}irq region.
759          *
760          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
761          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
762          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
763          * monotonic.
764          *
765          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
766          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
767          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
768          * atomic ops.
769          */
770         if (irq_delta > delta)
771                 irq_delta = delta;
772
773         rq->prev_irq_time += irq_delta;
774         delta -= irq_delta;
775 #endif
776 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
777         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
778                 u64 st;
779
780                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
781                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
782
783                 if (unlikely(steal > delta))
784                         steal = delta;
785
786                 st = steal_ticks(steal);
787                 steal = st * TICK_NSEC;
788
789                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
790
791                 delta -= steal;
792         }
793 #endif
794
795         rq->clock_task += delta;
796
797 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
798         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
799                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
800 #endif
801 }
802
803 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
804 {
805         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
806         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
807
808         if (stop) {
809                 /*
810                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
811                  * userspace knows about and won't get confused about.
812                  *
813                  * Also, it will make PI more or less work without too
814                  * much confusion -- but then, stop work should not
815                  * rely on PI working anyway.
816                  */
817                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
818
819                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
820         }
821
822         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
823
824         if (old_stop) {
825                 /*
826                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
827                  * it can die in pieces.
828                  */
829                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
830         }
831 }
832
833 /*
834  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
835  */
836 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
837 {
838         return p->static_prio;
839 }
840
841 /*
842  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
843  * without taking RT-inheritance into account. Might be
844  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
845  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
846  * estimator recalculates.
847  */
848 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
849 {
850         int prio;
851
852         if (task_has_rt_policy(p))
853                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
854         else
855                 prio = __normal_prio(p);
856         return prio;
857 }
858
859 /*
860  * Calculate the current priority, i.e. the priority
861  * taken into account by the scheduler. This value might
862  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
863  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
864  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
865  */
866 static int effective_prio(struct task_struct *p)
867 {
868         p->normal_prio = normal_prio(p);
869         /*
870          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
871          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
872          * to the normal priority:
873          */
874         if (!rt_prio(p->prio))
875                 return p->normal_prio;
876         return p->prio;
877 }
878
879 /**
880  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
881  * @p: the task in question.
882  */
883 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
884 {
885         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
886 }
887
888 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
889                                        const struct sched_class *prev_class,
890                                        int oldprio)
891 {
892         if (prev_class != p->sched_class) {
893                 if (prev_class->switched_from)
894                         prev_class->switched_from(rq, p);
895                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
896         } else if (oldprio != p->prio)
897                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
898 }
899
900 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
901 {
902         const struct sched_class *class;
903
904         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
905                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
906         } else {
907                 for_each_class(class) {
908                         if (class == rq->curr->sched_class)
909                                 break;
910                         if (class == p->sched_class) {
911                                 resched_task(rq->curr);
912                                 break;
913                         }
914                 }
915         }
916
917         /*
918          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
919          * this case, we can save a useless back to back clock update.
920          */
921         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
922                 rq->skip_clock_update = 1;
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_SMP
926 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
927 {
928 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
929         /*
930          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
931          * ttwu() will sort out the placement.
932          */
933         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
934                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
935
936 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
937         /*
938          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
939          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
940          *
941          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
942          * see task_group().
943          *
944          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
945          * task_rq_lock().
946          */
947         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
948                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
949 #endif
950 #endif
951
952         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
953
954         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
955                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
956                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
957                 p->se.nr_migrations++;
958                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
959         }
960
961         __set_task_cpu(p, new_cpu);
962 }
963
964 struct migration_arg {
965         struct task_struct *task;
966         int dest_cpu;
967 };
968
969 static int migration_cpu_stop(void *data);
970
971 /*
972  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
973  *
974  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
975  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
976  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
977  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
978  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
979  * @p has remained unscheduled the whole time.
980  *
981  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
982  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
983  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
984  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
985  * waiting to become inactive.
986  */
987 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
988 {
989         unsigned long flags;
990         int running, on_rq;
991         unsigned long ncsw;
992         struct rq *rq;
993
994         for (;;) {
995                 /*
996                  * We do the initial early heuristics without holding
997                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
998                  * the runqueue lock when things look like they will
999                  * work out!
1000                  */
1001                 rq = task_rq(p);
1002
1003                 /*
1004                  * If the task is actively running on another CPU
1005                  * still, just relax and busy-wait without holding
1006                  * any locks.
1007                  *
1008                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1009                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1010                  * But we don't care, since "task_running()" will
1011                  * return false if the runqueue has changed and p
1012                  * is actually now running somewhere else!
1013                  */
1014                 while (task_running(rq, p)) {
1015                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1016                                 return 0;
1017                         cpu_relax();
1018                 }
1019
1020                 /*
1021                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1022                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1023                  * just go back and repeat.
1024                  */
1025                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1026                 trace_sched_wait_task(p);
1027                 running = task_running(rq, p);
1028                 on_rq = p->on_rq;
1029                 ncsw = 0;
1030                 if (!match_state || p->state == match_state)
1031                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1032                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1033
1034                 /*
1035                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1036                  */
1037                 if (unlikely(!ncsw))
1038                         break;
1039
1040                 /*
1041                  * Was it really running after all now that we
1042                  * checked with the proper locks actually held?
1043                  *
1044                  * Oops. Go back and try again..
1045                  */
1046                 if (unlikely(running)) {
1047                         cpu_relax();
1048                         continue;
1049                 }
1050
1051                 /*
1052                  * It's not enough that it's not actively running,
1053                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1054                  * preempted!
1055                  *
1056                  * So if it was still runnable (but just not actively
1057                  * running right now), it's preempted, and we should
1058                  * yield - it could be a while.
1059                  */
1060                 if (unlikely(on_rq)) {
1061                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1062
1063                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1064                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1065                         continue;
1066                 }
1067
1068                 /*
1069                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1070                  * runnable, which means that it will never become
1071                  * running in the future either. We're all done!
1072                  */
1073                 break;
1074         }
1075
1076         return ncsw;
1077 }
1078
1079 /***
1080  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1081  * @p: the to-be-kicked thread
1082  *
1083  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1084  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1085  *
1086  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1087  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1088  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1089  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1090  * achieved as well.
1091  */
1092 void kick_process(struct task_struct *p)
1093 {
1094         int cpu;
1095
1096         preempt_disable();
1097         cpu = task_cpu(p);
1098         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1099                 smp_send_reschedule(cpu);
1100         preempt_enable();
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1103 #endif /* CONFIG_SMP */
1104
1105 #ifdef CONFIG_SMP
1106 /*
1107  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1108  */
1109 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1110 {
1111         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1112         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1113         int dest_cpu;
1114
1115         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1116         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1117                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1118                         continue;
1119                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1120                         continue;
1121                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1122                         return dest_cpu;
1123         }
1124
1125         for (;;) {
1126                 /* Any allowed, online CPU? */
1127                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1128                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1129                                 continue;
1130                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1131                                 continue;
1132                         goto out;
1133                 }
1134
1135                 switch (state) {
1136                 case cpuset:
1137                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1138                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1139                         state = possible;
1140                         break;
1141
1142                 case possible:
1143                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1144                         state = fail;
1145                         break;
1146
1147                 case fail:
1148                         BUG();
1149                         break;
1150                 }
1151         }
1152
1153 out:
1154         if (state != cpuset) {
1155                 /*
1156                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1157                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1158                  * leave kernel.
1159                  */
1160                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1161                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1162                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1163                 }
1164         }
1165
1166         return dest_cpu;
1167 }
1168
1169 /*
1170  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1171  */
1172 static inline
1173 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1174 {
1175         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1176
1177         /*
1178          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1179          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1180          * cpu.
1181          *
1182          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1183          *
1184          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1185          *   not worry about this generic constraint ]
1186          */
1187         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1188                      !cpu_online(cpu)))
1189                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1190
1191         return cpu;
1192 }
1193
1194 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1195 {
1196         s64 diff = sample - *avg;
1197         *avg += diff >> 3;
1198 }
1199 #endif
1200
1201 static void
1202 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1203 {
1204 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1205         struct rq *rq = this_rq();
1206
1207 #ifdef CONFIG_SMP
1208         int this_cpu = smp_processor_id();
1209
1210         if (cpu == this_cpu) {
1211                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1212                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1213         } else {
1214                 struct sched_domain *sd;
1215
1216                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1217                 rcu_read_lock();
1218                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1219                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1220                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1221                                 break;
1222                         }
1223                 }
1224                 rcu_read_unlock();
1225         }
1226
1227         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1228                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1229
1230 #endif /* CONFIG_SMP */
1231
1232         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1233         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1234
1235         if (wake_flags & WF_SYNC)
1236                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1237
1238 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1239 }
1240
1241 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1242 {
1243         activate_task(rq, p, en_flags);
1244         p->on_rq = 1;
1245
1246         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1247         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1248                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1253  */
1254 static void
1255 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1256 {
1257         trace_sched_wakeup(p, true);
1258         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1259
1260         p->state = TASK_RUNNING;
1261 #ifdef CONFIG_SMP
1262         if (p->sched_class->task_woken)
1263                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1264
1265         if (rq->idle_stamp) {
1266                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1267                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1268
1269                 if (delta > max)
1270                         rq->avg_idle = max;
1271                 else
1272                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1273                 rq->idle_stamp = 0;
1274         }
1275 #endif
1276 }
1277
1278 static void
1279 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1280 {
1281 #ifdef CONFIG_SMP
1282         if (p->sched_contributes_to_load)
1283                 rq->nr_uninterruptible--;
1284 #endif
1285
1286         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1287         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1292  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1293  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1294  * the task is still ->on_rq.
1295  */
1296 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1297 {
1298         struct rq *rq;
1299         int ret = 0;
1300
1301         rq = __task_rq_lock(p);
1302         if (p->on_rq) {
1303                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1304                 ret = 1;
1305         }
1306         __task_rq_unlock(rq);
1307
1308         return ret;
1309 }
1310
1311 #ifdef CONFIG_SMP
1312 static void sched_ttwu_pending(void)
1313 {
1314         struct rq *rq = this_rq();
1315         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1316         struct task_struct *p;
1317
1318         raw_spin_lock(&rq->lock);
1319
1320         while (llist) {
1321                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1322                 llist = llist_next(llist);
1323                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1324         }
1325
1326         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1327 }
1328
1329 void scheduler_ipi(void)
1330 {
1331         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1332                 return;
1333
1334         /*
1335          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1336          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1337          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1338          * we do call them.
1339          *
1340          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1341          * properly.
1342          *
1343          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1344          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1345          * somewhat pessimize the simple resched case.
1346          */
1347         irq_enter();
1348         sched_ttwu_pending();
1349
1350         /*
1351          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1352          */
1353         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1354                 this_rq()->idle_balance = 1;
1355                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1356         }
1357         irq_exit();
1358 }
1359
1360 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1361 {
1362         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1363                 smp_send_reschedule(cpu);
1364 }
1365
1366 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1367 {
1368         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1369 }
1370 #endif /* CONFIG_SMP */
1371
1372 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1373 {
1374         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1375
1376 #if defined(CONFIG_SMP)
1377         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1378                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1379                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1380                 return;
1381         }
1382 #endif
1383
1384         raw_spin_lock(&rq->lock);
1385         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1386         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1387 }
1388
1389 /**
1390  * try_to_wake_up - wake up a thread
1391  * @p: the thread to be awakened
1392  * @state: the mask of task states that can be woken
1393  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1394  *
1395  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1396  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1397  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1398  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1399  * runnable without the overhead of this.
1400  *
1401  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1402  * or @state didn't match @p's state.
1403  */
1404 static int
1405 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1406 {
1407         unsigned long flags;
1408         int cpu, success = 0;
1409
1410         smp_wmb();
1411         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1412         if (!(p->state & state))
1413                 goto out;
1414
1415         success = 1; /* we're going to change ->state */
1416         cpu = task_cpu(p);
1417
1418         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1419                 goto stat;
1420
1421 #ifdef CONFIG_SMP
1422         /*
1423          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1424          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1425          */
1426         while (p->on_cpu)
1427                 cpu_relax();
1428         /*
1429          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1430          */
1431         smp_rmb();
1432
1433         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1434         p->state = TASK_WAKING;
1435
1436         if (p->sched_class->task_waking)
1437                 p->sched_class->task_waking(p);
1438
1439         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1440         if (task_cpu(p) != cpu) {
1441                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1442                 set_task_cpu(p, cpu);
1443         }
1444 #endif /* CONFIG_SMP */
1445
1446         ttwu_queue(p, cpu);
1447 stat:
1448         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1449 out:
1450         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1451
1452         return success;
1453 }
1454
1455 /**
1456  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1457  * @p: the thread to be awakened
1458  *
1459  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1460  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1461  * the current task.
1462  */
1463 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1464 {
1465         struct rq *rq = task_rq(p);
1466
1467         BUG_ON(rq != this_rq());
1468         BUG_ON(p == current);
1469         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1470
1471         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1472                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1473                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1474                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1475         }
1476
1477         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1478                 goto out;
1479
1480         if (!p->on_rq)
1481                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1482
1483         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1484         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1485 out:
1486         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1487 }
1488
1489 /**
1490  * wake_up_process - Wake up a specific process
1491  * @p: The process to be woken up.
1492  *
1493  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1494  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1495  * running.
1496  *
1497  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1498  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1499  */
1500 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1501 {
1502         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1505
1506 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1507 {
1508         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1513  * p is forked by current.
1514  *
1515  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1516  */
1517 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1518 {
1519         p->on_rq                        = 0;
1520
1521         p->se.on_rq                     = 0;
1522         p->se.exec_start                = 0;
1523         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1524         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1525         p->se.nr_migrations             = 0;
1526         p->se.vruntime                  = 0;
1527         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1528
1529 #ifdef CONFIG_SMP
1530         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1531         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1532 #endif
1533 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1534         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1535 #endif
1536
1537         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1538
1539 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1540         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1541 #endif
1542 }
1543
1544 /*
1545  * fork()/clone()-time setup:
1546  */
1547 void sched_fork(struct task_struct *p)
1548 {
1549         unsigned long flags;
1550         int cpu = get_cpu();
1551
1552         __sched_fork(p);
1553         /*
1554          * We mark the process as running here. This guarantees that
1555          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1556          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1557          */
1558         p->state = TASK_RUNNING;
1559
1560         /*
1561          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1562          */
1563         p->prio = current->normal_prio;
1564
1565         /*
1566          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1567          */
1568         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1569                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1570                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1571                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1572                         p->rt_priority = 0;
1573                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1574                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1575
1576                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1577                 set_load_weight(p);
1578
1579                 /*
1580                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1581                  * fulfilled its duty:
1582                  */
1583                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1584         }
1585
1586         if (!rt_prio(p->prio))
1587                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1588
1589         if (p->sched_class->task_fork)
1590                 p->sched_class->task_fork(p);
1591
1592         /*
1593          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1594          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1595          * is ran before sched_fork().
1596          *
1597          * Silence PROVE_RCU.
1598          */
1599         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1600         set_task_cpu(p, cpu);
1601         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1602
1603 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1604         if (likely(sched_info_on()))
1605                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1606 #endif
1607 #if defined(CONFIG_SMP)
1608         p->on_cpu = 0;
1609 #endif
1610 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1611         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1612         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1613 #endif
1614 #ifdef CONFIG_SMP
1615         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1616 #endif
1617
1618         put_cpu();
1619 }
1620
1621 /*
1622  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1623  *
1624  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1625  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1626  * on the runqueue and wakes it.
1627  */
1628 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1629 {
1630         unsigned long flags;
1631         struct rq *rq;
1632
1633         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1634 #ifdef CONFIG_SMP
1635         /*
1636          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1637          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1638          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1639          */
1640         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1641 #endif
1642
1643         rq = __task_rq_lock(p);
1644         activate_task(rq, p, 0);
1645         p->on_rq = 1;
1646         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1647         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1648 #ifdef CONFIG_SMP
1649         if (p->sched_class->task_woken)
1650                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1651 #endif
1652         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1653 }
1654
1655 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1656
1657 /**
1658  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1659  * @notifier: notifier struct to register
1660  */
1661 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1662 {
1663         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1666
1667 /**
1668  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1669  * @notifier: notifier struct to unregister
1670  *
1671  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1672  */
1673 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1674 {
1675         hlist_del(&notifier->link);
1676 }
1677 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1678
1679 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1680 {
1681         struct preempt_notifier *notifier;
1682         struct hlist_node *node;
1683
1684         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1685                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1686 }
1687
1688 static void
1689 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1690                                  struct task_struct *next)
1691 {
1692         struct preempt_notifier *notifier;
1693         struct hlist_node *node;
1694
1695         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1696                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1697 }
1698
1699 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1700
1701 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1702 {
1703 }
1704
1705 static void
1706 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1707                                  struct task_struct *next)
1708 {
1709 }
1710
1711 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1712
1713 /**
1714  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1715  * @rq: the runqueue preparing to switch
1716  * @prev: the current task that is being switched out
1717  * @next: the task we are going to switch to.
1718  *
1719  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1720  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1721  * switch.
1722  *
1723  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1724  * hooks.
1725  */
1726 static inline void
1727 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1728                     struct task_struct *next)
1729 {
1730         trace_sched_switch(prev, next);
1731         sched_info_switch(prev, next);
1732         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1733         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1734         prepare_lock_switch(rq, next);
1735         prepare_arch_switch(next);
1736 }
1737
1738 /**
1739  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1740  * @rq: runqueue associated with task-switch
1741  * @prev: the thread we just switched away from.
1742  *
1743  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1744  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1745  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1746  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1747  *
1748  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1749  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1750  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1751  * details.)
1752  */
1753 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1754         __releases(rq->lock)
1755 {
1756         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1757         long prev_state;
1758
1759         rq->prev_mm = NULL;
1760
1761         /*
1762          * A task struct has one reference for the use as "current".
1763          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1764          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1765          * the scheduled task must drop that reference.
1766          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1767          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1768          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1769          * be dropped twice.
1770          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1771          */
1772         prev_state = prev->state;
1773         vtime_task_switch(prev);
1774         finish_arch_switch(prev);
1775         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1776         finish_lock_switch(rq, prev);
1777         finish_arch_post_lock_switch();
1778
1779         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1780         if (mm)
1781                 mmdrop(mm);
1782         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1783                 /*
1784                  * Remove function-return probe instances associated with this
1785                  * task and put them back on the free list.
1786                  */
1787                 kprobe_flush_task(prev);
1788                 put_task_struct(prev);
1789         }
1790 }
1791
1792 #ifdef CONFIG_SMP
1793
1794 /* assumes rq->lock is held */
1795 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1796 {
1797         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1798                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1799 }
1800
1801 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1802 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1803 {
1804         if (rq->post_schedule) {
1805                 unsigned long flags;
1806
1807                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1808                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1809                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1810                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1811
1812                 rq->post_schedule = 0;
1813         }
1814 }
1815
1816 #else
1817
1818 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1819 {
1820 }
1821
1822 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1823 {
1824 }
1825
1826 #endif
1827
1828 /**
1829  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1830  * @prev: the thread we just switched away from.
1831  */
1832 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1833         __releases(rq->lock)
1834 {
1835         struct rq *rq = this_rq();
1836
1837         finish_task_switch(rq, prev);
1838
1839         /*
1840          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1841          * task_switch?
1842          */
1843         post_schedule(rq);
1844
1845 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1846         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1847         preempt_enable();
1848 #endif
1849         if (current->set_child_tid)
1850                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * context_switch - switch to the new MM and the new
1855  * thread's register state.
1856  */
1857 static inline void
1858 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1859                struct task_struct *next)
1860 {
1861         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1862
1863         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1864
1865         mm = next->mm;
1866         oldmm = prev->active_mm;
1867         /*
1868          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1869          * combine the page table reload and the switch backend into
1870          * one hypercall.
1871          */
1872         arch_start_context_switch(prev);
1873
1874         if (!mm) {
1875                 next->active_mm = oldmm;
1876                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1877                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1878         } else
1879                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1880
1881         if (!prev->mm) {
1882                 prev->active_mm = NULL;
1883                 rq->prev_mm = oldmm;
1884         }
1885         /*
1886          * Since the runqueue lock will be released by the next
1887          * task (which is an invalid locking op but in the case
1888          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1889          * do an early lockdep release here:
1890          */
1891 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1892         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1893 #endif
1894
1895         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1896         rcu_switch(prev, next);
1897         switch_to(prev, next, prev);
1898
1899         barrier();
1900         /*
1901          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1902          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1903          * frame will be invalid.
1904          */
1905         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1910  *
1911  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1912  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1913  * number of context switches performed since bootup.
1914  */
1915 unsigned long nr_running(void)
1916 {
1917         unsigned long i, sum = 0;
1918
1919         for_each_online_cpu(i)
1920                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1921
1922         return sum;
1923 }
1924
1925 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1926 {
1927         unsigned long i, sum = 0;
1928
1929         for_each_possible_cpu(i)
1930                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
1931
1932         /*
1933          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
1934          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
1935          */
1936         if (unlikely((long)sum < 0))
1937                 sum = 0;
1938
1939         return sum;
1940 }
1941
1942 unsigned long long nr_context_switches(void)
1943 {
1944         int i;
1945         unsigned long long sum = 0;
1946
1947         for_each_possible_cpu(i)
1948                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
1949
1950         return sum;
1951 }
1952
1953 unsigned long nr_iowait(void)
1954 {
1955         unsigned long i, sum = 0;
1956
1957         for_each_possible_cpu(i)
1958                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
1959
1960         return sum;
1961 }
1962
1963 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
1964 {
1965         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
1966         return atomic_read(&this->nr_iowait);
1967 }
1968
1969 unsigned long this_cpu_load(void)
1970 {
1971         struct rq *this = this_rq();
1972         return this->cpu_load[0];
1973 }
1974
1975
1976 /*
1977  * Global load-average calculations
1978  *
1979  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
1980  * in order to minimize overhead.
1981  *
1982  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
1983  * nr_uninterruptible.
1984  *
1985  * Once every LOAD_FREQ:
1986  *
1987  *   nr_active = 0;
1988  *   for_each_possible_cpu(cpu)
1989  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
1990  *
1991  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
1992  *
1993  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
1994  *
1995  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
1996  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
1997  *    to calculating nr_active.
1998  *
1999  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2000  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2001  *
2002  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2003  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2004  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2005  *
2006  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2007  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2008  *    cpu to have completed this task.
2009  *
2010  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2011  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2012  *
2013  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2014  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2015  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2016  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2017  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2018  *    all cpus yields the correct result.
2019  *
2020  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2021  */
2022
2023 /* Variables and functions for calc_load */
2024 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2025 static unsigned long calc_load_update;
2026 unsigned long avenrun[3];
2027 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2028
2029 /**
2030  * get_avenrun - get the load average array
2031  * @loads:      pointer to dest load array
2032  * @offset:     offset to add
2033  * @shift:      shift count to shift the result left
2034  *
2035  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2036  */
2037 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2038 {
2039         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2040         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2041         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2042 }
2043
2044 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2045 {
2046         long nr_active, delta = 0;
2047
2048         nr_active = this_rq->nr_running;
2049         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2050
2051         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2052                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2053                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2054         }
2055
2056         return delta;
2057 }
2058
2059 /*
2060  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2061  */
2062 static unsigned long
2063 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2064 {
2065         load *= exp;
2066         load += active * (FIXED_1 - exp);
2067         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2068         return load >> FSHIFT;
2069 }
2070
2071 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2072 /*
2073  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2074  *
2075  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2076  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2077  * NO_HZ.
2078  *
2079  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2080  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2081  * when we read the global state.
2082  *
2083  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2084  *
2085  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2086  *    contribution, causing under-accounting.
2087  *
2088  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2089  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2090  *
2091  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2092  *
2093  *        0s            5s            10s           15s
2094  *          +10           +10           +10           +10
2095  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2096  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2097  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2098  *
2099  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2100  *    accumlating the new one.
2101  *
2102  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2103  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2104  *    busy state.
2105  *
2106  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2107  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2108  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2109  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2110  *    LOAD_FREQ intervals.
2111  *
2112  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2113  */
2114 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2115 static int calc_load_idx;
2116
2117 static inline int calc_load_write_idx(void)
2118 {
2119         int idx = calc_load_idx;
2120
2121         /*
2122          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2123          * need to observe the new update time.
2124          */
2125         smp_rmb();
2126
2127         /*
2128          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2129          * next idle-delta.
2130          */
2131         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2132                 idx++;
2133
2134         return idx & 1;
2135 }
2136
2137 static inline int calc_load_read_idx(void)
2138 {
2139         return calc_load_idx & 1;
2140 }
2141
2142 void calc_load_enter_idle(void)
2143 {
2144         struct rq *this_rq = this_rq();
2145         long delta;
2146
2147         /*
2148          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2149          * into the pending idle delta.
2150          */
2151         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2152         if (delta) {
2153                 int idx = calc_load_write_idx();
2154                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2155         }
2156 }
2157
2158 void calc_load_exit_idle(void)
2159 {
2160         struct rq *this_rq = this_rq();
2161
2162         /*
2163          * If we're still before the sample window, we're done.
2164          */
2165         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2166                 return;
2167
2168         /*
2169          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2170          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2171          * sync up for the next window.
2172          */
2173         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2174         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2175                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2176 }
2177
2178 static long calc_load_fold_idle(void)
2179 {
2180         int idx = calc_load_read_idx();
2181         long delta = 0;
2182
2183         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2184                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2185
2186         return delta;
2187 }
2188
2189 /**
2190  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2191  *
2192  * @x:         base of the power
2193  * @frac_bits: fractional bits of @x
2194  * @n:         power to raise @x to.
2195  *
2196  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2197  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2198  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2199  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2200  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2201  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2202  * vector.
2203  */
2204 static unsigned long
2205 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2206 {
2207         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2208
2209         if (n) for (;;) {
2210                 if (n & 1) {
2211                         result *= x;
2212                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2213                         result >>= frac_bits;
2214                 }
2215                 n >>= 1;
2216                 if (!n)
2217                         break;
2218                 x *= x;
2219                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2220                 x >>= frac_bits;
2221         }
2222
2223         return result;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2228  *
2229  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2230  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2231  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2232  *
2233  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2234  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2235  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2236  *
2237  *  ...
2238  *
2239  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2240  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2241  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2242  *
2243  * [1] application of the geometric series:
2244  *
2245  *              n         1 - x^(n+1)
2246  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2247  *             i=0          1 - x
2248  */
2249 static unsigned long
2250 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2251             unsigned long active, unsigned int n)
2252 {
2253
2254         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2259  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2260  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2261  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2262  *
2263  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2264  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2265  */
2266 static void calc_global_nohz(void)
2267 {
2268         long delta, active, n;
2269
2270         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2271                 /*
2272                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2273                  */
2274                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2275                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2276
2277                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2278                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2279
2280                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2281                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2282                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2283
2284                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2285         }
2286
2287         /*
2288          * Flip the idle index...
2289          *
2290          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2291          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2292          * index, this avoids a double flip messing things up.
2293          */
2294         smp_wmb();
2295         calc_load_idx++;
2296 }
2297 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2298
2299 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2300 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2301
2302 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2303
2304 /*
2305  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2306  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2307  */
2308 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2309 {
2310         long active, delta;
2311
2312         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2313                 return;
2314
2315         /*
2316          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2317          */
2318         delta = calc_load_fold_idle();
2319         if (delta)
2320                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2321
2322         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2323         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2324
2325         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2326         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2327         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2328
2329         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2330
2331         /*
2332          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2333          */
2334         calc_global_nohz();
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2339  * active count.
2340  */
2341 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2342 {
2343         long delta;
2344
2345         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2346                 return;
2347
2348         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2349         if (delta)
2350                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2351
2352         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * End of global load-average stuff
2357  */
2358
2359 /*
2360  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2361  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2362  *
2363  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2364  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2365  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2366  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2367  *
2368  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2369  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2370  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2371  *
2372  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2373  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2374  * particular idx is approximated to be zero.
2375  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2376  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2377  * based on 128 point scale.
2378  * Example:
2379  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2380  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2381  *
2382  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2383  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2384  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2385  */
2386 #define DEGRADE_SHIFT           7
2387 static const unsigned char
2388                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2389 static const unsigned char
2390                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2391                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2392                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2393                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2394                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2395                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2396
2397 /*
2398  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2399  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2400  * adding any new load.
2401  */
2402 static unsigned long
2403 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2404 {
2405         int j = 0;
2406
2407         if (!missed_updates)
2408                 return load;
2409
2410         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2411                 return 0;
2412
2413         if (idx == 1)
2414                 return load >> missed_updates;
2415
2416         while (missed_updates) {
2417                 if (missed_updates % 2)
2418                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2419
2420                 missed_updates >>= 1;
2421                 j++;
2422         }
2423         return load;
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2428  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2429  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2430  */
2431 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2432                               unsigned long pending_updates)
2433 {
2434         int i, scale;
2435
2436         this_rq->nr_load_updates++;
2437
2438         /* Update our load: */
2439         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2440         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2441                 unsigned long old_load, new_load;
2442
2443                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2444
2445                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2446                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2447                 new_load = this_load;
2448                 /*
2449                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2450                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2451                  * example.
2452                  */
2453                 if (new_load > old_load)
2454                         new_load += scale - 1;
2455
2456                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2457         }
2458
2459         sched_avg_update(this_rq);
2460 }
2461
2462 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2463 /*
2464  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2465  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2466  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2467  *
2468  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2469  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2470  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2471  * (tick_nohz_idle_exit).
2472  *
2473  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2474  */
2475
2476 /*
2477  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2478  * idle balance.
2479  */
2480 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2481 {
2482         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2483         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2484         unsigned long pending_updates;
2485
2486         /*
2487          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2488          */
2489         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2490                 return;
2491
2492         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2493         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2494
2495         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2500  */
2501 void update_cpu_load_nohz(void)
2502 {
2503         struct rq *this_rq = this_rq();
2504         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2505         unsigned long pending_updates;
2506
2507         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2508                 return;
2509
2510         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2511         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2512         if (pending_updates) {
2513                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2514                 /*
2515                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2516                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2517                  */
2518                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2519         }
2520         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2521 }
2522 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2523
2524 /*
2525  * Called from scheduler_tick()
2526  */
2527 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2528 {
2529         /*
2530          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2531          */
2532         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2533         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2534
2535         calc_load_account_active(this_rq);
2536 }
2537
2538 #ifdef CONFIG_SMP
2539
2540 /*
2541  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2542  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2543  */
2544 void sched_exec(void)
2545 {
2546         struct task_struct *p = current;
2547         unsigned long flags;
2548         int dest_cpu;
2549
2550         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2551         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2552         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2553                 goto unlock;
2554
2555         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2556                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2557
2558                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2559                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2560                 return;
2561         }
2562 unlock:
2563         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2564 }
2565
2566 #endif
2567
2568 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2569 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2570
2571 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2572 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2573
2574 /*
2575  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2576  * @p in case that task is currently running.
2577  *
2578  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2579  */
2580 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2581 {
2582         u64 ns = 0;
2583
2584         if (task_current(rq, p)) {
2585                 update_rq_clock(rq);
2586                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2587                 if ((s64)ns < 0)
2588                         ns = 0;
2589         }
2590
2591         return ns;
2592 }
2593
2594 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2595 {
2596         unsigned long flags;
2597         struct rq *rq;
2598         u64 ns = 0;
2599
2600         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2601         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2602         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2603
2604         return ns;
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Return accounted runtime for the task.
2609  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2610  * pending runtime that have not been accounted yet.
2611  */
2612 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2613 {
2614         unsigned long flags;
2615         struct rq *rq;
2616         u64 ns = 0;
2617
2618         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2619         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2620         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2621
2622         return ns;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2627  * We call it with interrupts disabled.
2628  */
2629 void scheduler_tick(void)
2630 {
2631         int cpu = smp_processor_id();
2632         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2633         struct task_struct *curr = rq->curr;
2634
2635         sched_clock_tick();
2636
2637         raw_spin_lock(&rq->lock);
2638         update_rq_clock(rq);
2639         update_cpu_load_active(rq);
2640         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2641         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2642
2643         perf_event_task_tick();
2644
2645 #ifdef CONFIG_SMP
2646         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2647         trigger_load_balance(rq, cpu);
2648 #endif
2649 }
2650
2651 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2652 {
2653         if (in_lock_functions(addr)) {
2654                 addr = CALLER_ADDR2;
2655                 if (in_lock_functions(addr))
2656                         addr = CALLER_ADDR3;
2657         }
2658         return addr;
2659 }
2660
2661 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2662                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2663
2664 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2665 {
2666 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2667         /*
2668          * Underflow?
2669          */
2670         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2671                 return;
2672 #endif
2673         preempt_count() += val;
2674 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2675         /*
2676          * Spinlock count overflowing soon?
2677          */
2678         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2679                                 PREEMPT_MASK - 10);
2680 #endif
2681         if (preempt_count() == val)
2682                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2683 }
2684 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2685
2686 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2687 {
2688 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2689         /*
2690          * Underflow?
2691          */
2692         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2693                 return;
2694         /*
2695          * Is the spinlock portion underflowing?
2696          */
2697         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2698                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2699                 return;
2700 #endif
2701
2702         if (preempt_count() == val)
2703                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2704         preempt_count() -= val;
2705 }
2706 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2707
2708 #endif
2709
2710 /*
2711  * Print scheduling while atomic bug:
2712  */
2713 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2714 {
2715         if (oops_in_progress)
2716                 return;
2717
2718         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2719                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2720
2721         debug_show_held_locks(prev);
2722         print_modules();
2723         if (irqs_disabled())
2724                 print_irqtrace_events(prev);
2725         dump_stack();
2726         add_taint(TAINT_WARN);
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2731  */
2732 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2733 {
2734         /*
2735          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2736          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2737          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2738          */
2739         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2740                 __schedule_bug(prev);
2741         rcu_sleep_check();
2742
2743         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2744
2745         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2746 }
2747
2748 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2749 {
2750         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2751                 update_rq_clock(rq);
2752         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Pick up the highest-prio task:
2757  */
2758 static inline struct task_struct *
2759 pick_next_task(struct rq *rq)
2760 {
2761         const struct sched_class *class;
2762         struct task_struct *p;
2763
2764         /*
2765          * Optimization: we know that if all tasks are in
2766          * the fair class we can call that function directly:
2767          */
2768         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2769                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2770                 if (likely(p))
2771                         return p;
2772         }
2773
2774         for_each_class(class) {
2775                 p = class->pick_next_task(rq);
2776                 if (p)
2777                         return p;
2778         }
2779
2780         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2781 }
2782
2783 /*
2784  * __schedule() is the main scheduler function.
2785  *
2786  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2787  *
2788  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2789  *
2790  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2791  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2792  *
2793  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2794  *      interrupt handler scheduler_tick().
2795  *
2796  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2797  *      task to the run-queue and that's it.
2798  *
2799  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2800  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2801  *      called on the nearest possible occasion:
2802  *
2803  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2804  *
2805  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2806  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2807  *           spin_unlock()!)
2808  *
2809  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2810  *           preemptible context
2811  *
2812  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2813  *         then at the next:
2814  *
2815  *          - cond_resched() call
2816  *          - explicit schedule() call
2817  *          - return from syscall or exception to user-space
2818  *          - return from interrupt-handler to user-space
2819  */
2820 static void __sched __schedule(void)
2821 {
2822         struct task_struct *prev, *next;
2823         unsigned long *switch_count;
2824         struct rq *rq;
2825         int cpu;
2826
2827 need_resched:
2828         preempt_disable();
2829         cpu = smp_processor_id();
2830         rq = cpu_rq(cpu);
2831         rcu_note_context_switch(cpu);
2832         prev = rq->curr;
2833
2834         schedule_debug(prev);
2835
2836         if (sched_feat(HRTICK))
2837                 hrtick_clear(rq);
2838
2839         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2840
2841         switch_count = &prev->nivcsw;
2842         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2843                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2844                         prev->state = TASK_RUNNING;
2845                 } else {
2846                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2847                         prev->on_rq = 0;
2848
2849                         /*
2850                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2851                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2852                          * concurrency.
2853                          */
2854                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2855                                 struct task_struct *to_wakeup;
2856
2857                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2858                                 if (to_wakeup)
2859                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2860                         }
2861                 }
2862                 switch_count = &prev->nvcsw;
2863         }
2864
2865         pre_schedule(rq, prev);
2866
2867         if (unlikely(!rq->nr_running))
2868                 idle_balance(cpu, rq);
2869
2870         put_prev_task(rq, prev);
2871         next = pick_next_task(rq);
2872         clear_tsk_need_resched(prev);
2873         rq->skip_clock_update = 0;
2874
2875         if (likely(prev != next)) {
2876                 rq->nr_switches++;
2877                 rq->curr = next;
2878                 ++*switch_count;
2879
2880                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2881                 /*
2882                  * The context switch have flipped the stack from under us
2883                  * and restored the local variables which were saved when
2884                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2885                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2886                  */
2887                 cpu = smp_processor_id();
2888                 rq = cpu_rq(cpu);
2889         } else
2890                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2891
2892         post_schedule(rq);
2893
2894         sched_preempt_enable_no_resched();
2895         if (need_resched())
2896                 goto need_resched;
2897 }
2898
2899 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2900 {
2901         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2902                 return;
2903         /*
2904          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2905          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2906          */
2907         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2908                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2909 }
2910
2911 asmlinkage void __sched schedule(void)
2912 {
2913         struct task_struct *tsk = current;
2914
2915         sched_submit_work(tsk);
2916         __schedule();
2917 }
2918 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2919
2920 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
2921 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2922 {
2923         /*
2924          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2925          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2926          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2927          * we find a better solution.
2928          */
2929         rcu_user_exit();
2930         schedule();
2931         rcu_user_enter();
2932 }
2933 #endif
2934
2935 /**
2936  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2937  *
2938  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2939  */
2940 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2941 {
2942         sched_preempt_enable_no_resched();
2943         schedule();
2944         preempt_disable();
2945 }
2946
2947 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
2948
2949 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
2950 {
2951         if (lock->owner != owner)
2952                 return false;
2953
2954         /*
2955          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
2956          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
2957          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
2958          * ensures the memory stays valid.
2959          */
2960         barrier();
2961
2962         return owner->on_cpu;
2963 }
2964
2965 /*
2966  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
2967  * access and not reliable.
2968  */
2969 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
2970 {
2971         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
2972                 return 0;
2973
2974         rcu_read_lock();
2975         while (owner_running(lock, owner)) {
2976                 if (need_resched())
2977                         break;
2978
2979                 arch_mutex_cpu_relax();
2980         }
2981         rcu_read_unlock();
2982
2983         /*
2984          * We break out the loop above on need_resched() and when the
2985          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
2986          * success only when lock->owner is NULL.
2987          */
2988         return lock->owner == NULL;
2989 }
2990 #endif
2991
2992 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2993 /*
2994  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
2995  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
2996  * occur there and call schedule directly.
2997  */
2998 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
2999 {
3000         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3001
3002         /*
3003          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3004          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3005          */
3006         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3007                 return;
3008
3009         do {
3010                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3011                 __schedule();
3012                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3013
3014                 /*
3015                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3016                  * between schedule and now.
3017                  */
3018                 barrier();
3019         } while (need_resched());
3020 }
3021 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3022
3023 /*
3024  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3025  * off of irq context.
3026  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3027  * protect us against recursive calling from irq.
3028  */
3029 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3030 {
3031         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3032
3033         /* Catch callers which need to be fixed */
3034         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3035
3036         rcu_user_exit();
3037         do {
3038                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3039                 local_irq_enable();
3040                 __schedule();
3041                 local_irq_disable();
3042                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3043
3044                 /*
3045                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3046                  * between schedule and now.
3047                  */
3048                 barrier();
3049         } while (need_resched());
3050 }
3051
3052 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3053
3054 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3055                           void *key)
3056 {
3057         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3058 }
3059 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3060
3061 /*
3062  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3063  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3064  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3065  *
3066  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3067  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3068  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3069  */
3070 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3071                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3072 {
3073         wait_queue_t *curr, *next;
3074
3075         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3076                 unsigned flags = curr->flags;
3077
3078                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3079                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3080                         break;
3081         }
3082 }
3083
3084 /**
3085  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3086  * @q: the waitqueue
3087  * @mode: which threads
3088  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3089  * @key: is directly passed to the wakeup function
3090  *
3091  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3092  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3093  */
3094 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3095                         int nr_exclusive, void *key)
3096 {
3097         unsigned long flags;
3098
3099         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3100         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3101         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3102 }
3103 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3104
3105 /*
3106  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3107  */
3108 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3109 {
3110         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3111 }
3112 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3113
3114 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3115 {
3116         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3119
3120 /**
3121  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3122  * @q: the waitqueue
3123  * @mode: which threads
3124  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3125  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3126  *
3127  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3128  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3129  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3130  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3131  *
3132  * On UP it can prevent extra preemption.
3133  *
3134  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3135  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3136  */
3137 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3138                         int nr_exclusive, void *key)
3139 {
3140         unsigned long flags;
3141         int wake_flags = WF_SYNC;
3142
3143         if (unlikely(!q))
3144                 return;
3145
3146         if (unlikely(!nr_exclusive))
3147                 wake_flags = 0;
3148
3149         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3150         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3151         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3152 }
3153 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3154
3155 /*
3156  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3157  */
3158 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3159 {
3160         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3161 }
3162 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3163
3164 /**
3165  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3166  * @x:  holds the state of this particular completion
3167  *
3168  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3169  * awakened in the same order in which they were queued.
3170  *
3171  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3172  *
3173  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3174  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3175  */
3176 void complete(struct completion *x)
3177 {
3178         unsigned long flags;
3179
3180         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3181         x->done++;
3182         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3183         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL(complete);
3186
3187 /**
3188  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3189  * @x:  holds the state of this particular completion
3190  *
3191  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3192  *
3193  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3194  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3195  */
3196 void complete_all(struct completion *x)
3197 {
3198         unsigned long flags;
3199
3200         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3201         x->done += UINT_MAX/2;
3202         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3203         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3204 }
3205 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3206
3207 static inline long __sched
3208 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3209 {
3210         if (!x->done) {
3211                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3212
3213                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3214                 do {
3215                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3216                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3217                                 break;
3218                         }
3219                         __set_current_state(state);
3220                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3221                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3222                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3223                 } while (!x->done && timeout);
3224                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3225                 if (!x->done)
3226                         return timeout;
3227         }
3228         x->done--;
3229         return timeout ?: 1;
3230 }
3231
3232 static long __sched
3233 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3234 {
3235         might_sleep();
3236
3237         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3238         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3239         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3240         return timeout;
3241 }
3242
3243 /**
3244  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3245  * @x:  holds the state of this particular completion
3246  *
3247  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3248  * interruptible and there is no timeout.
3249  *
3250  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3251  * and interrupt capability. Also see complete().
3252  */
3253 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3254 {
3255         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3256 }
3257 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3258
3259 /**
3260  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3261  * @x:  holds the state of this particular completion
3262  * @timeout:  timeout value in jiffies
3263  *
3264  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3265  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3266  * interruptible.
3267  *
3268  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3269  * jiffies left till timeout) if completed.
3270  */
3271 unsigned long __sched
3272 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3273 {
3274         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3277
3278 /**
3279  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3280  * @x:  holds the state of this particular completion
3281  *
3282  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3283  * interruptible.
3284  *
3285  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3286  */
3287 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3288 {
3289         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3290         if (t == -ERESTARTSYS)
3291                 return t;
3292         return 0;
3293 }
3294 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3295
3296 /**
3297  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3298  * @x:  holds the state of this particular completion
3299  * @timeout:  timeout value in jiffies
3300  *
3301  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3302  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3303  *
3304  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3305  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3306  */
3307 long __sched
3308 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3309                                           unsigned long timeout)
3310 {
3311         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3314
3315 /**
3316  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3317  * @x:  holds the state of this particular completion
3318  *
3319  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3320  * interrupted by a kill signal.
3321  *
3322  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3323  */
3324 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3325 {
3326         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3327         if (t == -ERESTARTSYS)
3328                 return t;
3329         return 0;
3330 }
3331 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3332
3333 /**
3334  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3335  * @x:  holds the state of this particular completion
3336  * @timeout:  timeout value in jiffies
3337  *
3338  * This waits for either a completion of a specific task to be
3339  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3340  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3341  *
3342  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3343  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3344  */
3345 long __sched
3346 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3347                                      unsigned long timeout)
3348 {
3349         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3352
3353 /**
3354  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3355  *      @x:     completion structure
3356  *
3357  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3358  *               1 if a decrement succeeded.
3359  *
3360  *      If a completion is being used as a counting completion,
3361  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3362  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3363  *      is protecting is not available.
3364  */
3365 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3366 {
3367         unsigned long flags;
3368         int ret = 1;
3369
3370         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3371         if (!x->done)
3372                 ret = 0;
3373         else
3374                 x->done--;
3375         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3376         return ret;
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3379
3380 /**
3381  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3382  *      @x:     completion structure
3383  *
3384  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3385  *               1 if there are no waiters.
3386  *
3387  */
3388 bool completion_done(struct completion *x)
3389 {
3390         unsigned long flags;
3391         int ret = 1;
3392
3393         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3394         if (!x->done)
3395                 ret = 0;
3396         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3397         return ret;
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3400
3401 static long __sched
3402 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3403 {
3404         unsigned long flags;
3405         wait_queue_t wait;
3406
3407         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3408
3409         __set_current_state(state);
3410
3411         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3412         __add_wait_queue(q, &wait);
3413         spin_unlock(&q->lock);
3414         timeout = schedule_timeout(timeout);
3415         spin_lock_irq(&q->lock);
3416         __remove_wait_queue(q, &wait);
3417         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3418
3419         return timeout;
3420 }
3421
3422 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3423 {
3424         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3427
3428 long __sched
3429 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3430 {
3431         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3434
3435 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3436 {
3437         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3440
3441 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3442 {
3443         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3444 }
3445 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3446
3447 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3448
3449 /*
3450  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3451  * @p: task
3452  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3453  *
3454  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3455  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3456  *
3457  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3458  */
3459 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3460 {
3461         int oldprio, on_rq, running;
3462         struct rq *rq;
3463         const struct sched_class *prev_class;
3464
3465         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3466
3467         rq = __task_rq_lock(p);
3468
3469         /*
3470          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3471          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3472          *
3473          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3474          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3475          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3476          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3477          * with interrupts disabled and will complete the lock
3478          * protected section without being interrupted. So there is no
3479          * real need to boost.
3480          */
3481         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3482                 WARN_ON(p != rq->curr);
3483                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3484                 goto out_unlock;
3485         }
3486
3487         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3488         oldprio = p->prio;
3489         prev_class = p->sched_class;
3490         on_rq = p->on_rq;
3491         running = task_current(rq, p);
3492         if (on_rq)
3493                 dequeue_task(rq, p, 0);
3494         if (running)
3495                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3496
3497         if (rt_prio(prio))
3498                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3499         else
3500                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3501
3502         p->prio = prio;
3503
3504         if (running)
3505                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3506         if (on_rq)
3507                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3508
3509         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3510 out_unlock:
3511         __task_rq_unlock(rq);
3512 }
3513 #endif
3514 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3515 {
3516         int old_prio, delta, on_rq;
3517         unsigned long flags;
3518         struct rq *rq;
3519
3520         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3521                 return;
3522         /*
3523          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3524          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3525          */
3526         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3527         /*
3528          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3529          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3530          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3531          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3532          */
3533         if (task_has_rt_policy(p)) {
3534                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3535                 goto out_unlock;
3536         }
3537         on_rq = p->on_rq;
3538         if (on_rq)
3539                 dequeue_task(rq, p, 0);
3540
3541         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3542         set_load_weight(p);
3543         old_prio = p->prio;
3544         p->prio = effective_prio(p);
3545         delta = p->prio - old_prio;
3546
3547         if (on_rq) {
3548                 enqueue_task(rq, p, 0);
3549                 /*
3550                  * If the task increased its priority or is running and
3551                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3552                  */
3553                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3554                         resched_task(rq->curr);
3555         }
3556 out_unlock:
3557         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3560
3561 /*
3562  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3563  * @p: task
3564  * @nice: nice value
3565  */
3566 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3567 {
3568         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3569         int nice_rlim = 20 - nice;
3570
3571         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3572                 capable(CAP_SYS_NICE));
3573 }
3574
3575 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3576
3577 /*
3578  * sys_nice - change the priority of the current process.
3579  * @increment: priority increment
3580  *
3581  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3582  * does similar things.
3583  */
3584 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3585 {
3586         long nice, retval;
3587
3588         /*
3589          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3590          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3591          * and we have a single winner.
3592          */
3593         if (increment < -40)
3594                 increment = -40;
3595         if (increment > 40)
3596                 increment = 40;
3597
3598         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3599         if (nice < -20)
3600                 nice = -20;
3601         if (nice > 19)
3602                 nice = 19;
3603
3604         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3605                 return -EPERM;
3606
3607         retval = security_task_setnice(current, nice);
3608         if (retval)
3609                 return retval;
3610
3611         set_user_nice(current, nice);
3612         return 0;
3613 }
3614
3615 #endif
3616
3617 /**
3618  * task_prio - return the priority value of a given task.
3619  * @p: the task in question.
3620  *
3621  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3622  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3623  * around 0, value goes from -16 to +15.
3624  */
3625 int task_prio(const struct task_struct *p)
3626 {
3627         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3628 }
3629
3630 /**
3631  * task_nice - return the nice value of a given task.
3632  * @p: the task in question.
3633  */
3634 int task_nice(const struct task_struct *p)
3635 {
3636         return TASK_NICE(p);
3637 }
3638 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3639
3640 /**
3641  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3642  * @cpu: the processor in question.
3643  */
3644 int idle_cpu(int cpu)
3645 {
3646         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3647
3648         if (rq->curr != rq->idle)
3649                 return 0;
3650
3651         if (rq->nr_running)
3652                 return 0;
3653
3654 #ifdef CONFIG_SMP
3655         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3656                 return 0;
3657 #endif
3658
3659         return 1;
3660 }
3661
3662 /**
3663  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3664  * @cpu: the processor in question.
3665  */
3666 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3667 {
3668         return cpu_rq(cpu)->idle;
3669 }
3670
3671 /**
3672  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3673  * @pid: the pid in question.
3674  */
3675 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3676 {
3677         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3678 }
3679
3680 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3681 static void
3682 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3683 {
3684         p->policy = policy;
3685         p->rt_priority = prio;
3686         p->normal_prio = normal_prio(p);
3687         /* we are holding p->pi_lock already */
3688         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3689         if (rt_prio(p->prio))
3690                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3691         else
3692                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3693         set_load_weight(p);
3694 }
3695
3696 /*
3697  * check the target process has a UID that matches the current process's
3698  */
3699 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3700 {
3701         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3702         bool match;
3703
3704         rcu_read_lock();
3705         pcred = __task_cred(p);
3706         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3707                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3708         rcu_read_unlock();
3709         return match;
3710 }
3711
3712 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3713                                 const struct sched_param *param, bool user)
3714 {
3715         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3716         unsigned long flags;
3717         const struct sched_class *prev_class;
3718         struct rq *rq;
3719         int reset_on_fork;
3720
3721         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3722         BUG_ON(in_interrupt());
3723 recheck:
3724         /* double check policy once rq lock held */
3725         if (policy < 0) {
3726                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3727                 policy = oldpolicy = p->policy;
3728         } else {
3729                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3730                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3731
3732                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3733                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3734                                 policy != SCHED_IDLE)
3735                         return -EINVAL;
3736         }
3737
3738         /*
3739          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3740          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3741          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3742          */
3743         if (param->sched_priority < 0 ||
3744             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3745             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3746                 return -EINVAL;
3747         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3748                 return -EINVAL;
3749
3750         /*
3751          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3752          */
3753         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3754                 if (rt_policy(policy)) {
3755                         unsigned long rlim_rtprio =
3756                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3757
3758                         /* can't set/change the rt policy */
3759                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3760                                 return -EPERM;
3761
3762                         /* can't increase priority */
3763                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3764                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3765                                 return -EPERM;
3766                 }
3767
3768                 /*
3769                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3770                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3771                  */
3772                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3773                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3774                                 return -EPERM;
3775                 }
3776
3777                 /* can't change other user's priorities */
3778                 if (!check_same_owner(p))
3779                         return -EPERM;
3780
3781                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3782                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3783                         return -EPERM;
3784         }
3785
3786         if (user) {
3787                 retval = security_task_setscheduler(p);
3788                 if (retval)
3789                         return retval;
3790         }
3791
3792         /*
3793          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3794          * changing the priority of the task:
3795          *
3796          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3797          * runqueue lock must be held.
3798          */
3799         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3800
3801         /*
3802          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3803          */
3804         if (p == rq->stop) {
3805                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3806                 return -EINVAL;
3807         }
3808
3809         /*
3810          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3811          */
3812         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3813                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3814                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3815                 return 0;
3816         }
3817
3818 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3819         if (user) {
3820                 /*
3821                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3822                  * assigned.
3823                  */
3824                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3825                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3826                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3827                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3828                         return -EPERM;
3829                 }
3830         }
3831 #endif
3832
3833         /* recheck policy now with rq lock held */
3834         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3835                 policy = oldpolicy = -1;
3836                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3837                 goto recheck;
3838         }
3839         on_rq = p->on_rq;
3840         running = task_current(rq, p);
3841         if (on_rq)
3842                 dequeue_task(rq, p, 0);
3843         if (running)
3844                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3845
3846         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3847
3848         oldprio = p->prio;
3849         prev_class = p->sched_class;
3850         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3851
3852         if (running)
3853                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3854         if (on_rq)
3855                 enqueue_task(rq, p, 0);
3856
3857         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3858         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3859
3860         rt_mutex_adjust_pi(p);
3861
3862         return 0;
3863 }
3864
3865 /**
3866  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3867  * @p: the task in question.
3868  * @policy: new policy.
3869  * @param: structure containing the new RT priority.
3870  *
3871  * NOTE that the task may be already dead.
3872  */
3873 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3874                        const struct sched_param *param)
3875 {
3876         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3877 }
3878 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3879
3880 /**
3881  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3882  * @p: the task in question.
3883  * @policy: new policy.
3884  * @param: structure containing the new RT priority.
3885  *
3886  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3887  * current context has permission.  For example, this is needed in
3888  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3889  * but our caller might not have that capability.
3890  */
3891 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3892                                const struct sched_param *param)
3893 {
3894         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3895 }
3896
3897 static int
3898 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3899 {
3900         struct sched_param lparam;
3901         struct task_struct *p;
3902         int retval;
3903
3904         if (!param || pid < 0)
3905                 return -EINVAL;
3906         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3907                 return -EFAULT;
3908
3909         rcu_read_lock();
3910         retval = -ESRCH;
3911         p = find_process_by_pid(pid);
3912         if (p != NULL)
3913                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3914         rcu_read_unlock();
3915
3916         return retval;
3917 }
3918
3919 /**
3920  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3921  * @pid: the pid in question.
3922  * @policy: new policy.
3923  * @param: structure containing the new RT priority.
3924  */
3925 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3926                 struct sched_param __user *, param)
3927 {
3928         /* negative values for policy are not valid */
3929         if (policy < 0)
3930                 return -EINVAL;
3931
3932         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
3933 }
3934
3935 /**
3936  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
3937  * @pid: the pid in question.
3938  * @param: structure containing the new RT priority.
3939  */
3940 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3941 {
3942         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
3943 }
3944
3945 /**
3946  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
3947  * @pid: the pid in question.
3948  */
3949 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
3950 {
3951         struct task_struct *p;
3952         int retval;
3953
3954         if (pid < 0)
3955                 return -EINVAL;
3956
3957         retval = -ESRCH;
3958         rcu_read_lock();
3959         p = find_process_by_pid(pid);
3960         if (p) {
3961                 retval = security_task_getscheduler(p);
3962                 if (!retval)
3963                         retval = p->policy
3964                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
3965         }
3966         rcu_read_unlock();
3967         return retval;
3968 }
3969
3970 /**
3971  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
3972  * @pid: the pid in question.
3973  * @param: structure containing the RT priority.
3974  */
3975 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3976 {
3977         struct sched_param lp;
3978         struct task_struct *p;
3979         int retval;
3980
3981         if (!param || pid < 0)
3982                 return -EINVAL;
3983
3984         rcu_read_lock();
3985         p = find_process_by_pid(pid);
3986         retval = -ESRCH;
3987         if (!p)
3988                 goto out_unlock;
3989
3990         retval = security_task_getscheduler(p);
3991         if (retval)
3992                 goto out_unlock;
3993
3994         lp.sched_priority = p->rt_priority;
3995         rcu_read_unlock();
3996
3997         /*
3998          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
3999          */
4000         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4001
4002         return retval;
4003
4004 out_unlock:
4005         rcu_read_unlock();
4006         return retval;
4007 }
4008
4009 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4010 {
4011         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4012         struct task_struct *p;
4013         int retval;
4014
4015         get_online_cpus();
4016         rcu_read_lock();
4017
4018         p = find_process_by_pid(pid);
4019         if (!p) {
4020                 rcu_read_unlock();
4021                 put_online_cpus();
4022                 return -ESRCH;
4023         }
4024
4025         /* Prevent p going away */
4026         get_task_struct(p);
4027         rcu_read_unlock();
4028
4029         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4030                 retval = -ENOMEM;
4031                 goto out_put_task;
4032         }
4033         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4034                 retval = -ENOMEM;
4035                 goto out_free_cpus_allowed;
4036         }
4037         retval = -EPERM;
4038         if (!check_same_owner(p) && !ns_capable(task_user_ns(p), CAP_SYS_NICE))
4039                 goto out_unlock;
4040
4041         retval = security_task_setscheduler(p);
4042         if (retval)
4043                 goto out_unlock;
4044
4045         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4046         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4047 again:
4048         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4049
4050         if (!retval) {
4051                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4052                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4053                         /*
4054                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4055                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4056                          * cpuset's cpus_allowed
4057                          */
4058                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4059                         goto again;
4060                 }
4061         }
4062 out_unlock:
4063         free_cpumask_var(new_mask);
4064 out_free_cpus_allowed:
4065         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4066 out_put_task:
4067         put_task_struct(p);
4068         put_online_cpus();
4069         return retval;
4070 }
4071
4072 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4073                              struct cpumask *new_mask)
4074 {
4075         if (len < cpumask_size())
4076                 cpumask_clear(new_mask);
4077         else if (len > cpumask_size())
4078                 len = cpumask_size();
4079
4080         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4081 }
4082
4083 /**
4084  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4085  * @pid: pid of the process
4086  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4087  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4088  */
4089 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4090                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4091 {
4092         cpumask_var_t new_mask;
4093         int retval;
4094
4095         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4096                 return -ENOMEM;
4097
4098         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4099         if (retval == 0)
4100                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4101         free_cpumask_var(new_mask);
4102         return retval;
4103 }
4104
4105 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4106 {
4107         struct task_struct *p;
4108         unsigned long flags;
4109         int retval;
4110
4111         get_online_cpus();
4112         rcu_read_lock();
4113
4114         retval = -ESRCH;
4115         p = find_process_by_pid(pid);
4116         if (!p)
4117                 goto out_unlock;
4118
4119         retval = security_task_getscheduler(p);
4120         if (retval)
4121                 goto out_unlock;
4122
4123         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4124         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4125         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4126
4127 out_unlock:
4128         rcu_read_unlock();
4129         put_online_cpus();
4130
4131         return retval;
4132 }
4133
4134 /**
4135  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4136  * @pid: pid of the process
4137  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4138  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4139  */
4140 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4141                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4142 {
4143         int ret;
4144         cpumask_var_t mask;
4145
4146         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4147                 return -EINVAL;
4148         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4149                 return -EINVAL;
4150
4151         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4152                 return -ENOMEM;
4153
4154         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4155         if (ret == 0) {
4156                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4157
4158                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4159                         ret = -EFAULT;
4160                 else
4161                         ret = retlen;
4162         }
4163         free_cpumask_var(mask);
4164
4165         return ret;
4166 }
4167
4168 /**
4169  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4170  *
4171  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4172  * other threads running on this CPU then this function will return.
4173  */
4174 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4175 {
4176         struct rq *rq = this_rq_lock();
4177
4178         schedstat_inc(rq, yld_count);
4179         current->sched_class->yield_task(rq);
4180
4181         /*
4182          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4183          * no need to preempt or enable interrupts:
4184          */
4185         __release(rq->lock);
4186         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4187         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4188         sched_preempt_enable_no_resched();
4189
4190         schedule();
4191
4192         return 0;
4193 }
4194
4195 static inline int should_resched(void)
4196 {
4197         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4198 }
4199
4200 static void __cond_resched(void)
4201 {
4202         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4203         __schedule();
4204         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4205 }
4206
4207 int __sched _cond_resched(void)
4208 {
4209         if (should_resched()) {
4210                 __cond_resched();
4211                 return 1;
4212         }
4213         return 0;
4214 }
4215 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4216
4217 /*
4218  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4219  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4220  *
4221  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4222  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4223  * spin_unlock(), once by hand).
4224  */
4225 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4226 {
4227         int resched = should_resched();
4228         int ret = 0;
4229
4230         lockdep_assert_held(lock);
4231
4232         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4233                 spin_unlock(lock);
4234                 if (resched)
4235                         __cond_resched();
4236                 else
4237                         cpu_relax();
4238                 ret = 1;
4239                 spin_lock(lock);
4240         }
4241         return ret;
4242 }
4243 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4244
4245 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4246 {
4247         BUG_ON(!in_softirq());
4248
4249         if (should_resched()) {
4250                 local_bh_enable();
4251                 __cond_resched();
4252                 local_bh_disable();
4253                 return 1;
4254         }
4255         return 0;
4256 }
4257 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4258
4259 /**
4260  * yield - yield the current processor to other threads.
4261  *
4262  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4263  *
4264  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4265  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4266  * it, its already broken.
4267  *
4268  * Typical broken usage is:
4269  *
4270  * while (!event)
4271  *      yield();
4272  *
4273  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4274  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4275  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4276  *
4277  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4278  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4279  * If you still want to use yield(), do not!
4280  */
4281 void __sched yield(void)
4282 {
4283         set_current_state(TASK_RUNNING);
4284         sys_sched_yield();
4285 }
4286 EXPORT_SYMBOL(yield);
4287
4288 /**
4289  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4290  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4291  * processor it's on.
4292  * @p: target task
4293  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4294  *
4295  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4296  * can't go away on us before we can do any checks.
4297  *
4298  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4299  */
4300 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4301 {
4302         struct task_struct *curr = current;
4303         struct rq *rq, *p_rq;
4304         unsigned long flags;
4305         bool yielded = 0;
4306
4307         local_irq_save(flags);
4308         rq = this_rq();
4309
4310 again:
4311         p_rq = task_rq(p);
4312         double_rq_lock(rq, p_rq);
4313         while (task_rq(p) != p_rq) {
4314                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4315                 goto again;
4316         }
4317
4318         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4319                 goto out;
4320
4321         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4322                 goto out;
4323
4324         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4325                 goto out;
4326
4327         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4328         if (yielded) {
4329                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4330                 /*
4331                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4332                  * fairness.
4333                  */
4334                 if (preempt && rq != p_rq)
4335                         resched_task(p_rq->curr);
4336         }
4337
4338 out:
4339         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4340         local_irq_restore(flags);
4341
4342         if (yielded)
4343                 schedule();
4344
4345         return yielded;
4346 }
4347 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4348
4349 /*
4350  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4351  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4352  */
4353 void __sched io_schedule(void)
4354 {
4355         struct rq *rq = raw_rq();
4356
4357         delayacct_blkio_start();
4358         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4359         blk_flush_plug(current);
4360         current->in_iowait = 1;
4361         schedule();
4362         current->in_iowait = 0;
4363         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4364         delayacct_blkio_end();
4365 }
4366 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4367
4368 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4369 {
4370         struct rq *rq = raw_rq();
4371         long ret;
4372
4373         delayacct_blkio_start();
4374         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4375         blk_flush_plug(current);
4376         current->in_iowait = 1;
4377         ret = schedule_timeout(timeout);
4378         current->in_iowait = 0;
4379         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4380         delayacct_blkio_end();
4381         return ret;
4382 }
4383
4384 /**
4385  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4386  * @policy: scheduling class.
4387  *
4388  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4389  * by a given scheduling class.
4390  */
4391 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4392 {
4393         int ret = -EINVAL;
4394
4395         switch (policy) {
4396         case SCHED_FIFO:
4397         case SCHED_RR:
4398                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4399                 break;
4400         case SCHED_NORMAL:
4401         case SCHED_BATCH:
4402         case SCHED_IDLE:
4403                 ret = 0;
4404                 break;
4405         }
4406         return ret;
4407 }
4408
4409 /**
4410  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4411  * @policy: scheduling class.
4412  *
4413  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4414  * by a given scheduling class.
4415  */
4416 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4417 {
4418         int ret = -EINVAL;
4419
4420         switch (policy) {
4421         case SCHED_FIFO:
4422         case SCHED_RR:
4423                 ret = 1;
4424                 break;
4425         case SCHED_NORMAL:
4426         case SCHED_BATCH:
4427         case SCHED_IDLE:
4428                 ret = 0;
4429         }
4430         return ret;
4431 }
4432
4433 /**
4434  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4435  * @pid: pid of the process.
4436  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4437  *
4438  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4439  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4440  */
4441 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4442                 struct timespec __user *, interval)
4443 {
4444         struct task_struct *p;
4445         unsigned int time_slice;
4446         unsigned long flags;
4447         struct rq *rq;
4448         int retval;
4449         struct timespec t;
4450
4451         if (pid < 0)
4452                 return -EINVAL;
4453
4454         retval = -ESRCH;
4455         rcu_read_lock();
4456         p = find_process_by_pid(pid);
4457         if (!p)
4458                 goto out_unlock;
4459
4460         retval = security_task_getscheduler(p);
4461         if (retval)
4462                 goto out_unlock;
4463
4464         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4465         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4466         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4467
4468         rcu_read_unlock();
4469         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4470         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4471         return retval;
4472
4473 out_unlock:
4474         rcu_read_unlock();
4475         return retval;
4476 }
4477
4478 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4479
4480 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4481 {
4482         unsigned long free = 0;
4483         unsigned state;
4484
4485         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4486         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4487                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4488 #if BITS_PER_LONG == 32
4489         if (state == TASK_RUNNING)
4490                 printk(KERN_CONT " running  ");
4491         else
4492                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4493 #else
4494         if (state == TASK_RUNNING)
4495                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4496         else
4497                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4498 #endif
4499 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4500         free = stack_not_used(p);
4501 #endif
4502         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4503                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent)),
4504                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4505
4506         show_stack(p, NULL);
4507 }
4508
4509 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4510 {
4511         struct task_struct *g, *p;
4512
4513 #if BITS_PER_LONG == 32
4514         printk(KERN_INFO
4515                 "  task                PC stack   pid father\n");
4516 #else
4517         printk(KERN_INFO
4518                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4519 #endif
4520         rcu_read_lock();
4521         do_each_thread(g, p) {
4522                 /*
4523                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4524                  * console might take a lot of time:
4525                  */
4526                 touch_nmi_watchdog();
4527                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4528                         sched_show_task(p);
4529         } while_each_thread(g, p);
4530
4531         touch_all_softlockup_watchdogs();
4532
4533 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4534         sysrq_sched_debug_show();
4535 #endif
4536         rcu_read_unlock();
4537         /*
4538          * Only show locks if all tasks are dumped:
4539          */
4540         if (!state_filter)
4541                 debug_show_all_locks();
4542 }
4543
4544 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4545 {
4546         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4547 }
4548
4549 /**
4550  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4551  * @idle: task in question
4552  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4553  *
4554  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4555  * flag, to make booting more robust.
4556  */
4557 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4558 {
4559         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4560         unsigned long flags;
4561
4562         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4563
4564         __sched_fork(idle);
4565         idle->state = TASK_RUNNING;
4566         idle->se.exec_start = sched_clock();
4567
4568         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4569         /*
4570          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4571          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4572          * lockdep check in task_group() will fail.
4573          *
4574          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4575          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4576          *
4577          * Silence PROVE_RCU
4578          */
4579         rcu_read_lock();
4580         __set_task_cpu(idle, cpu);
4581         rcu_read_unlock();
4582
4583         rq->curr = rq->idle = idle;
4584 #if defined(CONFIG_SMP)
4585         idle->on_cpu = 1;
4586 #endif
4587         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4588
4589         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4590         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4591
4592         /*
4593          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4594          */
4595         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4596         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4597 #if defined(CONFIG_SMP)
4598         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4599 #endif
4600 }
4601
4602 #ifdef CONFIG_SMP
4603 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4604 {
4605         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4606                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4607
4608         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4609         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4610 }
4611
4612 /*
4613  * This is how migration works:
4614  *
4615  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4616  *    stop_one_cpu().
4617  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4618  *    off the CPU)
4619  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4620  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4621  *    it and puts it into the right queue.
4622  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4623  *    is done.
4624  */
4625
4626 /*
4627  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4628  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4629  * is removed from the allowed bitmask.
4630  *
4631  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4632  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4633  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4634  */
4635 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4636 {
4637         unsigned long flags;
4638         struct rq *rq;
4639         unsigned int dest_cpu;
4640         int ret = 0;
4641
4642         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4643
4644         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4645                 goto out;
4646
4647         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4648                 ret = -EINVAL;
4649                 goto out;
4650         }
4651
4652         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4653                 ret = -EINVAL;
4654                 goto out;
4655         }
4656
4657         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4658
4659         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4660         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4661                 goto out;
4662
4663         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4664         if (p->on_rq) {
4665                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4666                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4667                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4668                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4669                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4670                 return 0;
4671         }
4672 out:
4673         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4674
4675         return ret;
4676 }
4677 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4678
4679 /*
4680  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4681  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4682  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4683  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4684  *
4685  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4686  * as the task is no longer on this CPU.
4687  *
4688  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4689  */
4690 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4691 {
4692         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4693         int ret = 0;
4694
4695         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4696                 return ret;
4697
4698         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4699         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4700
4701         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4702         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4703         /* Already moved. */
4704         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4705                 goto done;
4706         /* Affinity changed (again). */
4707         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4708                 goto fail;
4709
4710         /*
4711          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4712          * placed properly.
4713          */
4714         if (p->on_rq) {
4715                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4716                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4717                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4718                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4719         }
4720 done:
4721         ret = 1;
4722 fail:
4723         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4724         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4725         return ret;
4726 }
4727
4728 /*
4729  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4730  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4731  * 'pushing' onto another runqueue.
4732  */
4733 static int migration_cpu_stop(void *data)
4734 {
4735         struct migration_arg *arg = data;
4736
4737         /*
4738          * The original target cpu might have gone down and we might
4739          * be on another cpu but it doesn't matter.
4740          */
4741         local_irq_disable();
4742         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4743         local_irq_enable();
4744         return 0;
4745 }
4746
4747 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4748
4749 /*
4750  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4751  * offline.
4752  */
4753 void idle_task_exit(void)
4754 {
4755         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4756
4757         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4758
4759         if (mm != &init_mm)
4760                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4761         mmdrop(mm);
4762 }
4763
4764 /*
4765  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4766  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4767  * nr_active count is stable.
4768  *
4769  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4770  */
4771 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4772 {
4773         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4774         if (delta)
4775                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4776 }
4777
4778 /*
4779  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4780  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4781  *
4782  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4783  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4784  * because of lock validation efforts.
4785  */
4786 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4787 {
4788         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4789         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4790         int dest_cpu;
4791
4792         /*
4793          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4794          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4795          *
4796          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4797          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4798          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4799          * done here.
4800          */
4801         rq->stop = NULL;
4802
4803         for ( ; ; ) {
4804                 /*
4805                  * There's this thread running, bail when that's the only
4806                  * remaining thread.
4807                  */
4808                 if (rq->nr_running == 1)
4809                         break;
4810
4811                 next = pick_next_task(rq);
4812                 BUG_ON(!next);
4813                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4814
4815                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4816                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4817                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4818
4819                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4820
4821                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4822         }
4823
4824         rq->stop = stop;
4825 }
4826
4827 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4828
4829 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4830
4831 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4832         {
4833                 .procname       = "sched_domain",
4834                 .mode           = 0555,
4835         },
4836         {}
4837 };
4838
4839 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4840         {
4841                 .procname       = "kernel",
4842                 .mode           = 0555,
4843                 .child          = sd_ctl_dir,
4844         },
4845         {}
4846 };
4847
4848 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4849 {
4850         struct ctl_table *entry =
4851                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4852
4853         return entry;
4854 }
4855
4856 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4857 {
4858         struct ctl_table *entry;
4859
4860         /*
4861          * In the intermediate directories, both the child directory and
4862          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4863          * will always be set. In the lowest directory the names are
4864          * static strings and all have proc handlers.
4865          */
4866         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4867                 if (entry->child)
4868                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4869                 if (entry->proc_handler == NULL)
4870                         kfree(entry->procname);
4871         }
4872
4873         kfree(*tablep);
4874         *tablep = NULL;
4875 }
4876
4877 static int min_load_idx = 0;
4878 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX;
4879
4880 static void
4881 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4882                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4883                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4884                 bool load_idx)
4885 {
4886         entry->procname = procname;
4887         entry->data = data;
4888         entry->maxlen = maxlen;
4889         entry->mode = mode;
4890         entry->proc_handler = proc_handler;
4891
4892         if (load_idx) {
4893                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4894                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4895         }
4896 }
4897
4898 static struct ctl_table *
4899 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4900 {
4901         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
4902
4903         if (table == NULL)
4904                 return NULL;
4905
4906         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
4907                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4908         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
4909                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4910         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
4911                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4912         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
4913                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4914         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
4915                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4916         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
4917                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4918         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
4919                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4920         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
4921                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4922         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
4923                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4924         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
4925                 &sd->cache_nice_tries,
4926                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4927         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
4928                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4929         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
4930                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
4931         /* &table[12] is terminator */
4932
4933         return table;
4934 }
4935
4936 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
4937 {
4938         struct ctl_table *entry, *table;
4939         struct sched_domain *sd;
4940         int domain_num = 0, i;
4941         char buf[32];
4942
4943         for_each_domain(cpu, sd)
4944                 domain_num++;
4945         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
4946         if (table == NULL)
4947                 return NULL;
4948
4949         i = 0;
4950         for_each_domain(cpu, sd) {
4951                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
4952                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
4953                 entry->mode = 0555;
4954                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
4955                 entry++;
4956                 i++;
4957         }
4958         return table;
4959 }
4960
4961 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
4962 static void register_sched_domain_sysctl(void)
4963 {
4964         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
4965         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
4966         char buf[32];
4967
4968         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
4969         sd_ctl_dir[0].child = entry;
4970
4971         if (entry == NULL)
4972                 return;
4973
4974         for_each_possible_cpu(i) {
4975                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
4976                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
4977                 entry->mode = 0555;
4978                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
4979                 entry++;
4980         }
4981
4982         WARN_ON(sd_sysctl_header);
4983         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
4984 }
4985
4986 /* may be called multiple times per register */
4987 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
4988 {
4989         if (sd_sysctl_header)
4990                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
4991         sd_sysctl_header = NULL;
4992         if (sd_ctl_dir[0].child)
4993                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
4994 }
4995 #else
4996 static void register_sched_domain_sysctl(void)
4997 {
4998 }
4999 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5000 {
5001 }
5002 #endif
5003
5004 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5005 {
5006         if (!rq->online) {
5007                 const struct sched_class *class;
5008
5009                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5010                 rq->online = 1;
5011
5012                 for_each_class(class) {
5013                         if (class->rq_online)
5014                                 class->rq_online(rq);
5015                 }
5016         }
5017 }
5018
5019 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5020 {
5021         if (rq->online) {
5022                 const struct sched_class *class;
5023
5024                 for_each_class(class) {
5025                         if (class->rq_offline)
5026                                 class->rq_offline(rq);
5027                 }
5028
5029                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5030                 rq->online = 0;
5031         }
5032 }
5033
5034 /*
5035  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5036  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5037  */
5038 static int __cpuinit
5039 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5040 {
5041         int cpu = (long)hcpu;
5042         unsigned long flags;
5043         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5044
5045         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5046
5047         case CPU_UP_PREPARE:
5048                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5049                 break;
5050
5051         case CPU_ONLINE:
5052                 /* Update our root-domain */
5053                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5054                 if (rq->rd) {
5055                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5056
5057                         set_rq_online(rq);
5058                 }
5059                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5060                 break;
5061
5062 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5063         case CPU_DYING:
5064                 sched_ttwu_pending();
5065                 /* Update our root-domain */
5066                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5067                 if (rq->rd) {
5068                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5069                         set_rq_offline(rq);
5070                 }
5071                 migrate_tasks(cpu);
5072                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5073                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5074                 break;
5075
5076         case CPU_DEAD:
5077                 calc_load_migrate(rq);
5078                 break;
5079 #endif
5080         }
5081
5082         update_max_interval();
5083
5084         return NOTIFY_OK;
5085 }
5086
5087 /*
5088  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5089  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5090  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5091  */
5092 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5093         .notifier_call = migration_call,
5094         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5095 };
5096
5097 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5098                                       unsigned long action, void *hcpu)
5099 {
5100         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5101         case CPU_STARTING:
5102         case CPU_DOWN_FAILED:
5103                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5104                 return NOTIFY_OK;
5105         default:
5106                 return NOTIFY_DONE;
5107         }
5108 }
5109
5110 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5111                                         unsigned long action, void *hcpu)
5112 {
5113         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5114         case CPU_DOWN_PREPARE:
5115                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5116                 return NOTIFY_OK;
5117         default:
5118                 return NOTIFY_DONE;
5119         }
5120 }
5121
5122 static int __init migration_init(void)
5123 {
5124         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5125         int err;
5126
5127         /* Initialize migration for the boot CPU */
5128         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5129         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5130         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5131         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5132
5133         /* Register cpu active notifiers */
5134         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5135         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5136
5137         return 0;
5138 }
5139 early_initcall(migration_init);
5140 #endif
5141
5142 #ifdef CONFIG_SMP
5143
5144 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5145
5146 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5147
5148 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5149
5150 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5151 {
5152         sched_debug_enabled = 1;
5153
5154         return 0;
5155 }
5156 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5157
5158 static inline bool sched_debug(void)
5159 {
5160         return sched_debug_enabled;
5161 }
5162
5163 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5164                                   struct cpumask *groupmask)
5165 {
5166         struct sched_group *group = sd->groups;
5167         char str[256];
5168
5169         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5170         cpumask_clear(groupmask);
5171
5172         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5173
5174         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5175                 printk("does not load-balance\n");
5176                 if (sd->parent)
5177                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5178                                         " has parent");
5179                 return -1;
5180         }
5181
5182         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5183
5184         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5185                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5186                                 "CPU%d\n", cpu);
5187         }
5188         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5189                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5190                                 " CPU%d\n", cpu);
5191         }
5192
5193         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5194         do {
5195                 if (!group) {
5196                         printk("\n");
5197                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5198                         break;
5199                 }
5200
5201                 /*
5202                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5203                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5204                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5205                  */
5206                 if (!group->sgp->power_orig) {
5207                         printk(KERN_CONT "\n");
5208                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5209                                         "set\n");
5210                         break;
5211                 }
5212
5213                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5214                         printk(KERN_CONT "\n");
5215                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5216                         break;
5217                 }
5218
5219                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5220                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5221                         printk(KERN_CONT "\n");
5222                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5223                         break;
5224                 }
5225
5226                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5227
5228                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5229
5230                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5231                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5232                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5233                                 group->sgp->power);
5234                 }
5235
5236                 group = group->next;
5237         } while (group != sd->groups);
5238         printk(KERN_CONT "\n");
5239
5240         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5241                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5242
5243         if (sd->parent &&
5244             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5245                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5246                         "of domain->span\n");
5247         return 0;
5248 }
5249
5250 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5251 {
5252         int level = 0;
5253
5254         if (!sched_debug_enabled)
5255                 return;
5256
5257         if (!sd) {
5258                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5259                 return;
5260         }
5261
5262         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5263
5264         for (;;) {
5265                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5266                         break;
5267                 level++;
5268                 sd = sd->parent;
5269                 if (!sd)
5270                         break;
5271         }
5272 }
5273 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5274 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5275 static inline bool sched_debug(void)
5276 {
5277         return false;
5278 }
5279 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5280
5281 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5282 {
5283         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5284                 return 1;
5285
5286         /* Following flags need at least 2 groups */
5287         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5288                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5289                          SD_BALANCE_FORK |
5290                          SD_BALANCE_EXEC |
5291                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5292                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5293                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5294                         return 0;
5295         }
5296
5297         /* Following flags don't use groups */
5298         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5299                 return 0;
5300
5301         return 1;
5302 }
5303
5304 static int
5305 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5306 {
5307         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5308
5309         if (sd_degenerate(parent))
5310                 return 1;
5311
5312         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5313                 return 0;
5314
5315         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5316         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5317                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5318                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5319                                 SD_BALANCE_FORK |
5320                                 SD_BALANCE_EXEC |
5321                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5322                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5323                 if (nr_node_ids == 1)
5324                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5325         }
5326         if (~cflags & pflags)
5327                 return 0;
5328
5329         return 1;
5330 }
5331
5332 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5333 {
5334         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5335
5336         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5337         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5338         free_cpumask_var(rd->online);
5339         free_cpumask_var(rd->span);
5340         kfree(rd);
5341 }
5342
5343 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5344 {
5345         struct root_domain *old_rd = NULL;
5346         unsigned long flags;
5347
5348         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5349
5350         if (rq->rd) {
5351                 old_rd = rq->rd;
5352
5353                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5354                         set_rq_offline(rq);
5355
5356                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5357
5358                 /*
5359                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5360                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5361                  * in this function:
5362                  */
5363                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5364                         old_rd = NULL;
5365         }
5366
5367         atomic_inc(&rd->refcount);
5368         rq->rd = rd;
5369
5370         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5371         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5372                 set_rq_online(rq);
5373
5374         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5375
5376         if (old_rd)
5377                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5378 }
5379
5380 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5381 {
5382         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5383
5384         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5385                 goto out;
5386         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5387                 goto free_span;
5388         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5389                 goto free_online;
5390
5391         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5392                 goto free_rto_mask;
5393         return 0;
5394
5395 free_rto_mask:
5396         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5397 free_online:
5398         free_cpumask_var(rd->online);
5399 free_span:
5400         free_cpumask_var(rd->span);
5401 out:
5402         return -ENOMEM;
5403 }
5404
5405 /*
5406  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5407  * members (mimicking the global state we have today).
5408  */
5409 struct root_domain def_root_domain;
5410
5411 static void init_defrootdomain(void)
5412 {
5413         init_rootdomain(&def_root_domain);
5414
5415         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5416 }
5417
5418 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5419 {
5420         struct root_domain *rd;
5421
5422         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5423         if (!rd)
5424                 return NULL;
5425
5426         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5427                 kfree(rd);
5428                 return NULL;
5429         }
5430
5431         return rd;
5432 }
5433
5434 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5435 {
5436         struct sched_group *tmp, *first;
5437
5438         if (!sg)
5439                 return;
5440
5441         first = sg;
5442         do {
5443                 tmp = sg->next;
5444
5445                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5446                         kfree(sg->sgp);
5447
5448                 kfree(sg);
5449                 sg = tmp;
5450         } while (sg != first);
5451 }
5452
5453 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5454 {
5455         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5456
5457         /*
5458          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5459          * nuke them all.
5460          */
5461         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5462                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5463         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5464                 kfree(sd->groups->sgp);
5465                 kfree(sd->groups);
5466         }
5467         kfree(sd);
5468 }
5469
5470 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5471 {
5472         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5473 }
5474
5475 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5476 {
5477         for (; sd; sd = sd->parent)
5478                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5479 }
5480
5481 /*
5482  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5483  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5484  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5485  *
5486  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5487  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5488  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5489  */
5490 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5491 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5492
5493 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5494 {
5495         struct sched_domain *sd;
5496         int id = cpu;
5497
5498         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5499         if (sd)
5500                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5501
5502         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5503         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5504 }
5505
5506 /*
5507  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5508  * hold the hotplug lock.
5509  */
5510 static void
5511 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5512 {
5513         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5514         struct sched_domain *tmp;
5515
5516         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5517         for (tmp = sd; tmp; ) {
5518                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5519                 if (!parent)
5520                         break;
5521
5522                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5523                         tmp->parent = parent->parent;
5524                         if (parent->parent)
5525                                 parent->parent->child = tmp;
5526                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5527                 } else
5528                         tmp = tmp->parent;
5529         }
5530
5531         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5532                 tmp = sd;
5533                 sd = sd->parent;
5534                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5535                 if (sd)
5536                         sd->child = NULL;
5537         }
5538
5539         sched_domain_debug(sd, cpu);
5540
5541         rq_attach_root(rq, rd);
5542         tmp = rq->sd;
5543         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5544         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5545
5546         update_top_cache_domain(cpu);
5547 }
5548
5549 /* cpus with isolated domains */
5550 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5551
5552 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5553 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5554 {
5555         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5556         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5557         return 1;
5558 }
5559
5560 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5561
5562 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5563 {
5564         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5565 }
5566
5567 struct sd_data {
5568         struct sched_domain **__percpu sd;
5569         struct sched_group **__percpu sg;
5570         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5571 };
5572
5573 struct s_data {
5574         struct sched_domain ** __percpu sd;
5575         struct root_domain      *rd;
5576 };
5577
5578 enum s_alloc {
5579         sa_rootdomain,
5580         sa_sd,
5581         sa_sd_storage,
5582         sa_none,
5583 };
5584
5585 struct sched_domain_topology_level;
5586
5587 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5588 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5589
5590 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5591
5592 struct sched_domain_topology_level {
5593         sched_domain_init_f init;
5594         sched_domain_mask_f mask;
5595         int                 flags;
5596         int                 numa_level;
5597         struct sd_data      data;
5598 };
5599
5600 /*
5601  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5602  * domain traversal.
5603  *
5604  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5605  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5606  * range.
5607  *
5608  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5609  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5610  * cpu they're built on, so check that.
5611  *
5612  */
5613 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5614 {
5615         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5616         struct sd_data *sdd = sd->private;
5617         struct sched_domain *sibling;
5618         int i;
5619
5620         for_each_cpu(i, span) {
5621                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5622                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5623                         continue;
5624
5625                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5626         }
5627 }
5628
5629 /*
5630  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5631  * of this group that's also in the iteration mask.
5632  */
5633 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5634 {
5635         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5636 }
5637
5638 static int
5639 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5640 {
5641         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5642         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5643         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5644         struct sd_data *sdd = sd->private;
5645         struct sched_domain *child;
5646         int i;
5647
5648         cpumask_clear(covered);
5649
5650         for_each_cpu(i, span) {
5651                 struct cpumask *sg_span;
5652
5653                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5654                         continue;
5655
5656                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5657
5658                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5659                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5660                         continue;
5661
5662                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5663                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5664
5665                 if (!sg)
5666                         goto fail;
5667
5668                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5669                 if (child->child) {
5670                         child = child->child;
5671                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5672                 } else
5673                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5674
5675                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5676
5677                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5678                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5679                         build_group_mask(sd, sg);
5680
5681                 /*
5682                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5683                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5684                  * die on a /0 trap.
5685                  */
5686                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5687
5688                 /*
5689                  * Make sure the first group of this domain contains the
5690                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5691                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5692                  */
5693                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5694                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5695                         groups = sg;
5696
5697                 if (!first)
5698                         first = sg;
5699                 if (last)
5700                         last->next = sg;
5701                 last = sg;
5702                 last->next = first;
5703         }
5704         sd->groups = groups;
5705
5706         return 0;
5707
5708 fail:
5709         free_sched_groups(first, 0);
5710
5711         return -ENOMEM;
5712 }
5713
5714 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5715 {
5716         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5717         struct sched_domain *child = sd->child;
5718
5719         if (child)
5720                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5721
5722         if (sg) {
5723                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5724                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5725                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5726         }
5727
5728         return cpu;
5729 }
5730
5731 /*
5732  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5733  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5734  * and ->cpu_power to 0.
5735  *
5736  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5737  */
5738 static int
5739 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5740 {
5741         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5742         struct sd_data *sdd = sd->private;
5743         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5744         struct cpumask *covered;
5745         int i;
5746
5747         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5748         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5749
5750         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5751                 return 0;
5752
5753         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5754         covered = sched_domains_tmpmask;
5755
5756         cpumask_clear(covered);
5757
5758         for_each_cpu(i, span) {
5759                 struct sched_group *sg;
5760                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5761                 int j;
5762
5763                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5764                         continue;
5765
5766                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5767                 sg->sgp->power = 0;
5768                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5769
5770                 for_each_cpu(j, span) {
5771                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5772                                 continue;
5773
5774                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5775                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5776                 }
5777
5778                 if (!first)
5779                         first = sg;
5780                 if (last)
5781                         last->next = sg;
5782                 last = sg;
5783         }
5784         last->next = first;
5785
5786         return 0;
5787 }
5788
5789 /*
5790  * Initialize sched groups cpu_power.
5791  *
5792  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5793  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5794  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5795  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5796  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5797  * less cpu_power.
5798  */
5799 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5800 {
5801         struct sched_group *sg = sd->groups;
5802
5803         WARN_ON(!sd || !sg);
5804
5805         do {
5806                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5807                 sg = sg->next;
5808         } while (sg != sd->groups);
5809
5810         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5811                 return;
5812
5813         update_group_power(sd, cpu);
5814         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5815 }
5816
5817 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5818 {
5819        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5820 }
5821
5822 /*
5823  * Initializers for schedule domains
5824  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5825  */
5826
5827 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5828 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5829 #else
5830 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5831 #endif
5832
5833 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5834 static noinline struct sched_domain *                                   \
5835 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5836 {                                                                       \
5837         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5838         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5839         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5840         sd->private = &tl->data;                                        \
5841         return sd;                                                      \
5842 }
5843
5844 SD_INIT_FUNC(CPU)
5845 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5846  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5847 #endif
5848 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5849  SD_INIT_FUNC(MC)
5850 #endif
5851 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5852  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5853 #endif
5854
5855 static int default_relax_domain_level = -1;
5856 int sched_domain_level_max;
5857
5858 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5859 {
5860         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5861                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5862
5863         return 1;
5864 }
5865 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5866
5867 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5868                                  struct sched_domain_attr *attr)
5869 {
5870         int request;
5871
5872         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5873                 if (default_relax_domain_level < 0)
5874                         return;
5875                 else
5876                         request = default_relax_domain_level;
5877         } else
5878                 request = attr->relax_domain_level;
5879         if (request < sd->level) {
5880                 /* turn off idle balance on this domain */
5881                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5882         } else {
5883                 /* turn on idle balance on this domain */
5884                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5885         }
5886 }
5887
5888 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5889 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5890
5891 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5892                                  const struct cpumask *cpu_map)
5893 {
5894         switch (what) {
5895         case sa_rootdomain:
5896                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5897                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5898         case sa_sd:
5899                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5900         case sa_sd_storage:
5901                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5902         case sa_none:
5903                 break;
5904         }
5905 }
5906
5907 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
5908                                                    const struct cpumask *cpu_map)
5909 {
5910         memset(d, 0, sizeof(*d));
5911
5912         if (__sdt_alloc(cpu_map))
5913                 return sa_sd_storage;
5914         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
5915         if (!d->sd)
5916                 return sa_sd_storage;
5917         d->rd = alloc_rootdomain();
5918         if (!d->rd)
5919                 return sa_sd;
5920         return sa_rootdomain;
5921 }
5922
5923 /*
5924  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
5925  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
5926  * will not free the data we're using.
5927  */
5928 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
5929 {
5930         struct sd_data *sdd = sd->private;
5931
5932         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
5933         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
5934
5935         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
5936                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
5937
5938         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
5939                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
5940 }
5941
5942 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5943 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
5944 {
5945         return topology_thread_cpumask(cpu);
5946 }
5947 #endif
5948
5949 /*
5950  * Topology list, bottom-up.
5951  */
5952 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
5953 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5954         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
5955 #endif
5956 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5957         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
5958 #endif
5959 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5960         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
5961 #endif
5962         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
5963         { NULL, },
5964 };
5965
5966 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
5967
5968 #ifdef CONFIG_NUMA
5969
5970 static int sched_domains_numa_levels;
5971 static int *sched_domains_numa_distance;
5972 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
5973 static int sched_domains_curr_level;
5974
5975 static inline int sd_local_flags(int level)
5976 {
5977         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
5978                 return 0;
5979
5980         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
5981 }
5982
5983 static struct sched_domain *
5984 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
5985 {
5986         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
5987         int level = tl->numa_level;
5988         int sd_weight = cpumask_weight(
5989                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
5990
5991         *sd = (struct sched_domain){
5992                 .min_interval           = sd_weight,
5993                 .max_interval           = 2*sd_weight,
5994                 .busy_factor            = 32,
5995                 .imbalance_pct          = 125,
5996                 .cache_nice_tries       = 2,
5997                 .busy_idx               = 3,
5998                 .idle_idx               = 2,
5999                 .newidle_idx            = 0,
6000                 .wake_idx               = 0,
6001                 .forkexec_idx           = 0,
6002
6003                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6004                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6005                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6006                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6007                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6008                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6009                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6010                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6011                                         | 1*SD_SERIALIZE
6012                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6013                                         | sd_local_flags(level)
6014                                         ,
6015                 .last_balance           = jiffies,
6016                 .balance_interval       = sd_weight,
6017         };
6018         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6019         sd->private = &tl->data;
6020
6021         /*
6022          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6023          */
6024         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6025
6026         return sd;
6027 }
6028
6029 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6030 {
6031         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6032 }
6033
6034 static void sched_numa_warn(const char *str)
6035 {
6036         static int done = false;
6037         int i,j;
6038
6039         if (done)
6040                 return;
6041
6042         done = true;
6043
6044         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6045
6046         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6047                 printk(KERN_WARNING "  ");
6048                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6049                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6050                 printk(KERN_CONT "\n");
6051         }
6052         printk(KERN_WARNING "\n");
6053 }
6054
6055 static bool find_numa_distance(int distance)
6056 {
6057         int i;
6058
6059         if (distance == node_distance(0, 0))
6060                 return true;
6061
6062         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6063                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6064                         return true;
6065         }
6066
6067         return false;
6068 }
6069
6070 static void sched_init_numa(void)
6071 {
6072         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6073         struct sched_domain_topology_level *tl;
6074         int level = 0;
6075         int i, j, k;
6076
6077         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6078         if (!sched_domains_numa_distance)
6079                 return;
6080
6081         /*
6082          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6083          * unique distances in the node_distance() table.
6084          *
6085          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6086          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6087          */
6088         next_distance = curr_distance;
6089         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6090                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6091                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6092                                 int distance = node_distance(i, k);
6093
6094                                 if (distance > curr_distance &&
6095                                     (distance < next_distance ||
6096                                      next_distance == curr_distance))
6097                                         next_distance = distance;
6098
6099                                 /*
6100                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6101                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6102                                  * equally connected to A.
6103                                  */
6104                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6105                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6106
6107                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6108                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6109                         }
6110                         if (next_distance != curr_distance) {
6111                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6112                                 sched_domains_numa_levels = level;
6113                                 curr_distance = next_distance;
6114                         } else break;
6115                 }
6116
6117                 /*
6118                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6119                  */
6120                 if (!sched_debug())
6121                         break;
6122         }
6123         /*
6124          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6125          * identity distance node_distance(i,i).
6126          *
6127          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6128          * numbers.
6129          */
6130
6131         /*
6132          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6133          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6134          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6135          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6136          * in other functions.
6137          *
6138          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6139          */
6140         sched_domains_numa_levels = 0;
6141
6142         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6143         if (!sched_domains_numa_masks)
6144                 return;
6145
6146         /*
6147          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6148          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6149          */
6150         for (i = 0; i < level; i++) {
6151                 sched_domains_numa_masks[i] =
6152                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6153                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6154                         return;
6155
6156                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6157                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6158                         if (!mask)
6159                                 return;
6160
6161                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6162
6163                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6164                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6165                                         continue;
6166
6167                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6168                         }
6169                 }
6170         }
6171
6172         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6173                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6174         if (!tl)
6175                 return;
6176
6177         /*
6178          * Copy the default topology bits..
6179          */
6180         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6181                 tl[i] = default_topology[i];
6182
6183         /*
6184          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6185          */
6186         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6187                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6188                         .init = sd_numa_init,
6189                         .mask = sd_numa_mask,
6190                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6191                         .numa_level = j,
6192                 };
6193         }
6194
6195         sched_domain_topology = tl;
6196
6197         sched_domains_numa_levels = level;
6198 }
6199
6200 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6201 {
6202         int i, j;
6203         int node = cpu_to_node(cpu);
6204
6205         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6206                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6207                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6208                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6209                 }
6210         }
6211 }
6212
6213 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6214 {
6215         int i, j;
6216         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6217                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6218                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6219         }
6220 }
6221
6222 /*
6223  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6224  * are onlined.
6225  */
6226 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6227                                            unsigned long action,
6228                                            void *hcpu)
6229 {
6230         int cpu = (long)hcpu;
6231
6232         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6233         case CPU_ONLINE:
6234                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6235                 break;
6236
6237         case CPU_DEAD:
6238                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6239                 break;
6240
6241         default:
6242                 return NOTIFY_DONE;
6243         }
6244
6245         return NOTIFY_OK;
6246 }
6247 #else
6248 static inline void sched_init_numa(void)
6249 {
6250 }
6251
6252 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6253                                            unsigned long action,
6254                                            void *hcpu)
6255 {
6256         return 0;
6257 }
6258 #endif /* CONFIG_NUMA */
6259
6260 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6261 {
6262         struct sched_domain_topology_level *tl;
6263         int j;
6264
6265         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6266                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6267
6268                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6269                 if (!sdd->sd)
6270                         return -ENOMEM;
6271
6272                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6273                 if (!sdd->sg)
6274                         return -ENOMEM;
6275
6276                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6277                 if (!sdd->sgp)
6278                         return -ENOMEM;
6279
6280                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6281                         struct sched_domain *sd;
6282                         struct sched_group *sg;
6283                         struct sched_group_power *sgp;
6284
6285                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6286                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6287                         if (!sd)
6288                                 return -ENOMEM;
6289
6290                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6291
6292                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6293                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6294                         if (!sg)
6295                                 return -ENOMEM;
6296
6297                         sg->next = sg;
6298
6299                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6300
6301                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6302                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6303                         if (!sgp)
6304                                 return -ENOMEM;
6305
6306                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6307                 }
6308         }
6309
6310         return 0;
6311 }
6312
6313 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6314 {
6315         struct sched_domain_topology_level *tl;
6316         int j;
6317
6318         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6319                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6320
6321                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6322                         struct sched_domain *sd;
6323
6324                         if (sdd->sd) {
6325                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6326                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6327                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6328                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6329                         }
6330
6331                         if (sdd->sg)
6332                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6333                         if (sdd->sgp)
6334                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6335                 }
6336                 free_percpu(sdd->sd);
6337                 sdd->sd = NULL;
6338                 free_percpu(sdd->sg);
6339                 sdd->sg = NULL;
6340                 free_percpu(sdd->sgp);
6341                 sdd->sgp = NULL;
6342         }
6343 }
6344
6345 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6346                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6347                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6348                 int cpu)
6349 {
6350         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6351         if (!sd)
6352                 return child;
6353
6354         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6355         if (child) {
6356                 sd->level = child->level + 1;
6357                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6358                 child->parent = sd;
6359         }
6360         sd->child = child;
6361         set_domain_attribute(sd, attr);
6362
6363         return sd;
6364 }
6365
6366 /*
6367  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6368  * to the individual cpus
6369  */
6370 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6371                                struct sched_domain_attr *attr)
6372 {
6373         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6374         struct sched_domain *sd;
6375         struct s_data d;
6376         int i, ret = -ENOMEM;
6377
6378         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6379         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6380                 goto error;
6381
6382         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6383         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6384                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6385
6386                 sd = NULL;
6387                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6388                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6389                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6390                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6391                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6392                                 break;
6393                 }
6394
6395                 while (sd->child)
6396                         sd = sd->child;
6397
6398                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6399         }
6400
6401         /* Build the groups for the domains */
6402         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6403                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6404                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6405                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6406                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6407                                         goto error;
6408                         } else {
6409                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6410                                         goto error;
6411                         }
6412                 }
6413         }
6414
6415         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6416         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6417                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6418                         continue;
6419
6420                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6421                         claim_allocations(i, sd);
6422                         init_sched_groups_power(i, sd);
6423                 }
6424         }
6425
6426         /* Attach the domains */
6427         rcu_read_lock();
6428         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6429                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6430                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6431         }
6432         rcu_read_unlock();
6433
6434         ret = 0;
6435 error:
6436         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6437         return ret;
6438 }
6439
6440 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6441 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6442 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6443                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6444
6445 /*
6446  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6447  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6448  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6449  */
6450 static cpumask_var_t fallback_doms;
6451
6452 /*
6453  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6454  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6455  * or 0 if it stayed the same.
6456  */
6457 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6458 {
6459         return 0;
6460 }
6461
6462 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6463 {
6464         int i;
6465         cpumask_var_t *doms;
6466
6467         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6468         if (!doms)
6469                 return NULL;
6470         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6471                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6472                         free_sched_domains(doms, i);
6473                         return NULL;
6474                 }
6475         }
6476         return doms;
6477 }
6478
6479 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6480 {
6481         unsigned int i;
6482         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6483                 free_cpumask_var(doms[i]);
6484         kfree(doms);
6485 }
6486
6487 /*
6488  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6489  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6490  * exclude other special cases in the future.
6491  */
6492 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6493 {
6494         int err;
6495
6496         arch_update_cpu_topology();
6497         ndoms_cur = 1;
6498         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6499         if (!doms_cur)
6500                 doms_cur = &fallback_doms;
6501         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6502         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6503         register_sched_domain_sysctl();
6504
6505         return err;
6506 }
6507
6508 /*
6509  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6510  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6511  */
6512 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6513 {
6514         int i;
6515
6516         rcu_read_lock();
6517         for_each_cpu(i, cpu_map)
6518                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6519         rcu_read_unlock();
6520 }
6521
6522 /* handle null as "default" */
6523 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6524                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6525 {
6526         struct sched_domain_attr tmp;
6527
6528         /* fast path */
6529         if (!new && !cur)
6530                 return 1;
6531
6532         tmp = SD_ATTR_INIT;
6533         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6534                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6535                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6536 }
6537
6538 /*
6539  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6540  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6541  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6542  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6543  *
6544  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6545  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6546  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6547  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6548  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6549  * it as it is.
6550  *
6551  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6552  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6553  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6554  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6555  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6556  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6557  *
6558  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6559  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6560  * and it will not create the default domain.
6561  *
6562  * Call with hotplug lock held
6563  */
6564 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6565                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6566 {
6567         int i, j, n;
6568         int new_topology;
6569
6570         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6571
6572         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6573         unregister_sched_domain_sysctl();
6574
6575         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6576         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6577
6578         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6579
6580         /* Destroy deleted domains */
6581         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6582                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6583                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6584                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6585                                 goto match1;
6586                 }
6587                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6588                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6589 match1:
6590                 ;
6591         }
6592
6593         if (doms_new == NULL) {
6594                 ndoms_cur = 0;
6595                 doms_new = &fallback_doms;
6596                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6597                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6598         }
6599
6600         /* Build new domains */
6601         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6602                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6603                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6604                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6605                                 goto match2;
6606                 }
6607                 /* no match - add a new doms_new */
6608                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6609 match2:
6610                 ;
6611         }
6612
6613         /* Remember the new sched domains */
6614         if (doms_cur != &fallback_doms)
6615                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6616         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6617         doms_cur = doms_new;
6618         dattr_cur = dattr_new;
6619         ndoms_cur = ndoms_new;
6620
6621         register_sched_domain_sysctl();
6622
6623         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6624 }
6625
6626 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6627
6628 /*
6629  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6630  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6631  * around partition_sched_domains().
6632  *
6633  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6634  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6635  */
6636 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6637                              void *hcpu)
6638 {
6639         switch (action) {
6640         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6641         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6642
6643                 /*
6644                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6645                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6646                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6647                  * domain, ignoring cpusets.
6648                  */
6649                 num_cpus_frozen--;
6650                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6651                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6652                         break;
6653                 }
6654
6655                 /*
6656                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6657                  * restore the original sched domains by considering the
6658                  * cpuset configurations.
6659                  */
6660
6661         case CPU_ONLINE:
6662         case CPU_DOWN_FAILED:
6663                 cpuset_update_active_cpus(true);
6664                 break;
6665         default:
6666                 return NOTIFY_DONE;
6667         }
6668         return NOTIFY_OK;
6669 }
6670
6671 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6672                                void *hcpu)
6673 {
6674         switch (action) {
6675         case CPU_DOWN_PREPARE:
6676                 cpuset_update_active_cpus(false);
6677                 break;
6678         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6679                 num_cpus_frozen++;
6680                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6681                 break;
6682         default:
6683                 return NOTIFY_DONE;
6684         }
6685         return NOTIFY_OK;
6686 }
6687
6688 void __init sched_init_smp(void)
6689 {
6690         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6691
6692         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6693         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6694
6695         sched_init_numa();
6696
6697         get_online_cpus();
6698         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6699         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6700         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6701         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6702                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6703         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6704         put_online_cpus();
6705
6706         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6707         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6708         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6709
6710         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6711         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6712
6713         init_hrtick();
6714
6715         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6716         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6717                 BUG();
6718         sched_init_granularity();
6719         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6720
6721         init_sched_rt_class();
6722 }
6723 #else
6724 void __init sched_init_smp(void)
6725 {
6726         sched_init_granularity();
6727 }
6728 #endif /* CONFIG_SMP */
6729
6730 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6731
6732 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6733 {
6734         return in_lock_functions(addr) ||
6735                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6736                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6737 }
6738
6739 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6740 struct task_group root_task_group;
6741 LIST_HEAD(task_groups);
6742 #endif
6743
6744 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6745
6746 void __init sched_init(void)
6747 {
6748         int i, j;
6749         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6750
6751 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6752         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6753 #endif
6754 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6755         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6756 #endif
6757 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6758         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6759 #endif
6760         if (alloc_size) {
6761                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6762
6763 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6764                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6765                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6766
6767                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6768                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6769
6770 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6771 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6772                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6773                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6774
6775                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6776                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6777
6778 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6779 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6780                 for_each_possible_cpu(i) {
6781                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6782                         ptr += cpumask_size();
6783                 }
6784 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6785         }
6786
6787 #ifdef CONFIG_SMP
6788         init_defrootdomain();
6789 #endif
6790
6791         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6792                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6793
6794 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6795         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6796                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6797 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6798
6799 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6800         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6801         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6802         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6803         autogroup_init(&init_task);
6804
6805 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6806
6807 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6808         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6809         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6810         /* Too early, not expected to fail */
6811         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6812 #endif
6813         for_each_possible_cpu(i) {
6814                 struct rq *rq;
6815
6816                 rq = cpu_rq(i);
6817                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6818                 rq->nr_running = 0;
6819                 rq->calc_load_active = 0;
6820                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6821                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6822                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6823 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6824                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6825                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6826                 /*
6827                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6828                  *
6829                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6830                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6831                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6832                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6833                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6834                  * (se->load.weight).
6835                  *
6836                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6837                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6838                  * then A0's share of the cpu resource is:
6839                  *
6840                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6841                  *
6842                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6843                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6844                  */
6845                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6846                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6847 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6848
6849                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6850 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6851                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6852                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6853 #endif
6854
6855                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6856                         rq->cpu_load[j] = 0;
6857
6858                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6859
6860 #ifdef CONFIG_SMP
6861                 rq->sd = NULL;
6862                 rq->rd = NULL;
6863                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6864                 rq->post_schedule = 0;
6865                 rq->active_balance = 0;
6866                 rq->next_balance = jiffies;
6867                 rq->push_cpu = 0;
6868                 rq->cpu = i;
6869                 rq->online = 0;
6870                 rq->idle_stamp = 0;
6871                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6872
6873                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6874
6875                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6876 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6877                 rq->nohz_flags = 0;
6878 #endif
6879 #endif
6880                 init_rq_hrtick(rq);
6881                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6882         }
6883
6884         set_load_weight(&init_task);
6885
6886 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6887         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6888 #endif
6889
6890 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6891         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6892 #endif
6893
6894         /*
6895          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6896          */
6897         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6898         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6899
6900         /*
6901          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6902          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6903          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6904          * when this runqueue becomes "idle".
6905          */
6906         init_idle(current, smp_processor_id());
6907
6908         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6909
6910         /*
6911          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6912          */
6913         current->sched_class = &fair_sched_class;
6914
6915 #ifdef CONFIG_SMP
6916         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6917         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6918         if (cpu_isolated_map == NULL)
6919                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6920         idle_thread_set_boot_cpu();
6921 #endif
6922         init_sched_fair_class();
6923
6924         scheduler_running = 1;
6925 }
6926
6927 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6928 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6929 {
6930         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
6931
6932         return (nested == preempt_offset);
6933 }
6934
6935 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6936 {
6937         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
6938
6939         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
6940         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
6941             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6942                 return;
6943         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6944                 return;
6945         prev_jiffy = jiffies;
6946
6947         printk(KERN_ERR
6948                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6949                         file, line);
6950         printk(KERN_ERR
6951                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6952                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6953                         current->pid, current->comm);
6954
6955         debug_show_held_locks(current);
6956         if (irqs_disabled())
6957                 print_irqtrace_events(current);
6958         dump_stack();
6959 }
6960 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6961 #endif
6962
6963 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6964 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6965 {
6966         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6967         int old_prio = p->prio;
6968         int on_rq;
6969
6970         on_rq = p->on_rq;
6971         if (on_rq)
6972                 dequeue_task(rq, p, 0);
6973         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
6974         if (on_rq) {
6975                 enqueue_task(rq, p, 0);
6976                 resched_task(rq->curr);
6977         }
6978
6979         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
6980 }
6981
6982 void normalize_rt_tasks(void)
6983 {
6984         struct task_struct *g, *p;
6985         unsigned long flags;
6986         struct rq *rq;
6987
6988         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
6989         do_each_thread(g, p) {
6990                 /*
6991                  * Only normalize user tasks:
6992                  */
6993                 if (!p->mm)
6994                         continue;
6995
6996                 p->se.exec_start                = 0;
6997 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
6998                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
6999                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7000                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7001 #endif
7002
7003                 if (!rt_task(p)) {
7004                         /*
7005                          * Renice negative nice level userspace
7006                          * tasks back to 0:
7007                          */
7008                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7009                                 set_user_nice(p, 0);
7010                         continue;
7011                 }
7012
7013                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7014                 rq = __task_rq_lock(p);
7015
7016                 normalize_task(rq, p);
7017
7018                 __task_rq_unlock(rq);
7019                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7020         } while_each_thread(g, p);
7021
7022         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7023 }
7024
7025 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7026
7027 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7028 /*
7029  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7030  *
7031  * They can only be called when the whole system has been
7032  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7033  * activity can take place. Using them for anything else would
7034  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7035  * under any other configuration.
7036  */
7037
7038 /**
7039  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7040  * @cpu: the processor in question.
7041  *
7042  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7043  */
7044 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7045 {
7046         return cpu_curr(cpu);
7047 }
7048
7049 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7050
7051 #ifdef CONFIG_IA64
7052 /**
7053  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7054  * @cpu: the processor in question.
7055  * @p: the task pointer to set.
7056  *
7057  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7058  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7059  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7060  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7061  * and caller must save the original value of the current task (see
7062  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7063  * re-starting the system.
7064  *
7065  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7066  */
7067 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7068 {
7069         cpu_curr(cpu) = p;
7070 }
7071
7072 #endif
7073
7074 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7075 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7076 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7077
7078 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7079 {
7080         free_fair_sched_group(tg);
7081         free_rt_sched_group(tg);
7082         autogroup_free(tg);
7083         kfree(tg);
7084 }
7085
7086 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7087 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7088 {
7089         struct task_group *tg;
7090         unsigned long flags;
7091
7092         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7093         if (!tg)
7094                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7095
7096         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7097                 goto err;
7098
7099         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7100                 goto err;
7101
7102         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7103         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7104
7105         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7106
7107         tg->parent = parent;
7108         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7109         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7110         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7111
7112         return tg;
7113
7114 err:
7115         free_sched_group(tg);
7116         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7117 }
7118
7119 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7120 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7121 {
7122         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7123         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7124 }
7125
7126 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7127 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7128 {
7129         unsigned long flags;
7130         int i;
7131
7132         /* end participation in shares distribution */
7133         for_each_possible_cpu(i)
7134                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7135
7136         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7137         list_del_rcu(&tg->list);
7138         list_del_rcu(&tg->siblings);
7139         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7140
7141         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7142         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7143 }
7144
7145 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7146  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7147  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7148  *      reflect its new group.
7149  */
7150 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7151 {
7152         struct task_group *tg;
7153         int on_rq, running;
7154         unsigned long flags;
7155         struct rq *rq;
7156
7157         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7158
7159         running = task_current(rq, tsk);
7160         on_rq = tsk->on_rq;
7161
7162         if (on_rq)
7163                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7164         if (unlikely(running))
7165                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7166
7167         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7168                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7169                           struct task_group, css);
7170         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7171         tsk->sched_task_group = tg;
7172
7173 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7174         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7175                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7176         else
7177 #endif
7178                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7179
7180         if (unlikely(running))
7181                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7182         if (on_rq)
7183                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7184
7185         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7186 }
7187 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7188
7189 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7190 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7191 {
7192         if (runtime == RUNTIME_INF)
7193                 return 1ULL << 20;
7194
7195         return div64_u64(runtime << 20, period);
7196 }
7197 #endif
7198
7199 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7200 /*
7201  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7202  */
7203 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7204
7205 /* Must be called with tasklist_lock held */
7206 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7207 {
7208         struct task_struct *g, *p;
7209
7210         do_each_thread(g, p) {
7211                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7212                         return 1;
7213         } while_each_thread(g, p);
7214
7215         return 0;
7216 }
7217
7218 struct rt_schedulable_data {
7219         struct task_group *tg;
7220         u64 rt_period;
7221         u64 rt_runtime;
7222 };
7223
7224 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7225 {
7226         struct rt_schedulable_data *d = data;
7227         struct task_group *child;
7228         unsigned long total, sum = 0;
7229         u64 period, runtime;
7230
7231         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7232         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7233
7234         if (tg == d->tg) {
7235                 period = d->rt_period;
7236                 runtime = d->rt_runtime;
7237         }
7238
7239         /*
7240          * Cannot have more runtime than the period.
7241          */
7242         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7243                 return -EINVAL;
7244
7245         /*
7246          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7247          */
7248         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7249                 return -EBUSY;
7250
7251         total = to_ratio(period, runtime);
7252
7253         /*
7254          * Nobody can have more than the global setting allows.
7255          */
7256         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7257                 return -EINVAL;
7258
7259         /*
7260          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7261          */
7262         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7263                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7264                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7265
7266                 if (child == d->tg) {
7267                         period = d->rt_period;
7268                         runtime = d->rt_runtime;
7269                 }
7270
7271                 sum += to_ratio(period, runtime);
7272         }
7273
7274         if (sum > total)
7275                 return -EINVAL;
7276
7277         return 0;
7278 }
7279
7280 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7281 {
7282         int ret;
7283
7284         struct rt_schedulable_data data = {
7285                 .tg = tg,
7286                 .rt_period = period,
7287                 .rt_runtime = runtime,
7288         };
7289
7290         rcu_read_lock();
7291         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7292         rcu_read_unlock();
7293
7294         return ret;
7295 }
7296
7297 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7298                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7299 {
7300         int i, err = 0;
7301
7302         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7303         read_lock(&tasklist_lock);
7304         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7305         if (err)
7306                 goto unlock;
7307
7308         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7309         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7310         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7311
7312         for_each_possible_cpu(i) {
7313                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7314
7315                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7316                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7317                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7318         }
7319         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7320 unlock:
7321         read_unlock(&tasklist_lock);
7322         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7323
7324         return err;
7325 }
7326
7327 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7328 {
7329         u64 rt_runtime, rt_period;
7330
7331         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7332         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7333         if (rt_runtime_us < 0)
7334                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7335
7336         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7337 }
7338
7339 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7340 {
7341         u64 rt_runtime_us;
7342
7343         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7344                 return -1;
7345
7346         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7347         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7348         return rt_runtime_us;
7349 }
7350
7351 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7352 {
7353         u64 rt_runtime, rt_period;
7354
7355         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7356         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7357
7358         if (rt_period == 0)
7359                 return -EINVAL;
7360
7361         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7362 }
7363
7364 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7365 {
7366         u64 rt_period_us;
7367
7368         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7369         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7370         return rt_period_us;
7371 }
7372
7373 static int sched_rt_global_constraints(void)
7374 {
7375         u64 runtime, period;
7376         int ret = 0;
7377
7378         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7379                 return -EINVAL;
7380
7381         runtime = global_rt_runtime();
7382         period = global_rt_period();
7383
7384         /*
7385          * Sanity check on the sysctl variables.
7386          */
7387         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7388                 return -EINVAL;
7389
7390         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7391         read_lock(&tasklist_lock);
7392         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7393         read_unlock(&tasklist_lock);
7394         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7395
7396         return ret;
7397 }
7398
7399 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7400 {
7401         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7402         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7403                 return 0;
7404
7405         return 1;
7406 }
7407
7408 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7409 static int sched_rt_global_constraints(void)
7410 {
7411         unsigned long flags;
7412         int i;
7413
7414         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7415                 return -EINVAL;
7416
7417         /*
7418          * There's always some RT tasks in the root group
7419          * -- migration, kstopmachine etc..
7420          */
7421         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7422                 return -EBUSY;
7423
7424         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7425         for_each_possible_cpu(i) {
7426                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7427
7428                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7429                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7430                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7431         }
7432         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7433
7434         return 0;
7435 }
7436 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7437
7438 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7439                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7440                 loff_t *ppos)
7441 {
7442         int ret;
7443         int old_period, old_runtime;
7444         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7445
7446         mutex_lock(&mutex);
7447         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7448         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7449
7450         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7451
7452         if (!ret && write) {
7453                 ret = sched_rt_global_constraints();
7454                 if (ret) {
7455                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7456                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7457                 } else {
7458                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7459                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7460                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7461                 }
7462         }
7463         mutex_unlock(&mutex);
7464
7465         return ret;
7466 }
7467
7468 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7469
7470 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7471 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7472 {
7473         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7474                             struct task_group, css);
7475 }
7476
7477 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_create(struct cgroup *cgrp)
7478 {
7479         struct task_group *tg, *parent;
7480
7481         if (!cgrp->parent) {
7482                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7483                 return &root_task_group.css;
7484         }
7485
7486         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7487         tg = sched_create_group(parent);
7488         if (IS_ERR(tg))
7489                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7490
7491         return &tg->css;
7492 }
7493
7494 static void cpu_cgroup_destroy(struct cgroup *cgrp)
7495 {
7496         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7497
7498         sched_destroy_group(tg);
7499 }
7500
7501 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7502                                  struct cgroup_taskset *tset)
7503 {
7504         struct task_struct *task;
7505
7506         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7507 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7508                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7509                         return -EINVAL;
7510 #else
7511                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7512                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7513                         return -EINVAL;
7514 #endif
7515         }
7516         return 0;
7517 }
7518
7519 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7520                               struct cgroup_taskset *tset)
7521 {
7522         struct task_struct *task;
7523
7524         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7525                 sched_move_task(task);
7526 }
7527
7528 static void
7529 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7530                 struct task_struct *task)
7531 {
7532         /*
7533          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7534          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7535          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7536          */
7537         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7538                 return;
7539
7540         sched_move_task(task);
7541 }
7542
7543 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7544 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7545                                 u64 shareval)
7546 {
7547         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7548 }
7549
7550 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7551 {
7552         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7553
7554         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7555 }
7556
7557 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7558 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7559
7560 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7561 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7562
7563 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7564
7565 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7566 {
7567         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7568         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7569
7570         if (tg == &root_task_group)
7571                 return -EINVAL;
7572
7573         /*
7574          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7575          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7576          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7577          */
7578         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7579                 return -EINVAL;
7580
7581         /*
7582          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7583          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7584          * feasibility.
7585          */
7586         if (period > max_cfs_quota_period)
7587                 return -EINVAL;
7588
7589         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7590         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7591         if (ret)
7592                 goto out_unlock;
7593
7594         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7595         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7596         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7597         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7598         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7599         cfs_b->quota = quota;
7600
7601         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7602         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7603         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7604                 /* force a reprogram */
7605                 cfs_b->timer_active = 0;
7606                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7607         }
7608         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7609
7610         for_each_possible_cpu(i) {
7611                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7612                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7613
7614                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7615                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7616                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7617
7618                 if (cfs_rq->throttled)
7619                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7620                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7621         }
7622 out_unlock:
7623         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7624
7625         return ret;
7626 }
7627
7628 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7629 {
7630         u64 quota, period;
7631
7632         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7633         if (cfs_quota_us < 0)
7634                 quota = RUNTIME_INF;
7635         else
7636                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7637
7638         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7639 }
7640
7641 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7642 {
7643         u64 quota_us;
7644
7645         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7646                 return -1;
7647
7648         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7649         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7650
7651         return quota_us;
7652 }
7653
7654 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7655 {
7656         u64 quota, period;
7657
7658         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7659         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7660
7661         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7662 }
7663
7664 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7665 {
7666         u64 cfs_period_us;
7667
7668         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7669         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7670
7671         return cfs_period_us;
7672 }
7673
7674 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7675 {
7676         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7677 }
7678
7679 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7680                                 s64 cfs_quota_us)
7681 {
7682         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7683 }
7684
7685 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7686 {
7687         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7688 }
7689
7690 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7691                                 u64 cfs_period_us)
7692 {
7693         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7694 }
7695
7696 struct cfs_schedulable_data {
7697         struct task_group *tg;
7698         u64 period, quota;
7699 };
7700
7701 /*
7702  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7703  * note: units are usecs
7704  */
7705 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7706                                struct cfs_schedulable_data *d)
7707 {
7708         u64 quota, period;
7709
7710         if (tg == d->tg) {
7711                 period = d->period;
7712                 quota = d->quota;
7713         } else {
7714                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7715                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7716         }
7717
7718         /* note: these should typically be equivalent */
7719         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7720                 return RUNTIME_INF;
7721
7722         return to_ratio(period, quota);
7723 }
7724
7725 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7726 {
7727         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7728         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7729         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7730
7731         if (!tg->parent) {
7732                 quota = RUNTIME_INF;
7733         } else {
7734                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7735
7736                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7737                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7738
7739                 /*
7740                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7741                  * limit is set
7742                  */
7743                 if (quota == RUNTIME_INF)
7744                         quota = parent_quota;
7745                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7746                         return -EINVAL;
7747         }
7748         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7749
7750         return 0;
7751 }
7752
7753 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7754 {
7755         int ret;
7756         struct cfs_schedulable_data data = {
7757                 .tg = tg,
7758                 .period = period,
7759                 .quota = quota,
7760         };
7761
7762         if (quota != RUNTIME_INF) {
7763                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7764                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7765         }
7766
7767         rcu_read_lock();
7768         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7769         rcu_read_unlock();
7770
7771         return ret;
7772 }
7773
7774 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7775                 struct cgroup_map_cb *cb)
7776 {
7777         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7778         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7779
7780         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7781         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7782         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7783
7784         return 0;
7785 }
7786 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7787 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7788
7789 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7790 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7791                                 s64 val)
7792 {
7793         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7794 }
7795
7796 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7797 {
7798         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7799 }
7800
7801 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7802                 u64 rt_period_us)
7803 {
7804         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7805 }
7806
7807 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7808 {
7809         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7810 }
7811 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7812
7813 static struct cftype cpu_files[] = {
7814 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7815         {
7816                 .name = "shares",
7817                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7818                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7819         },
7820 #endif
7821 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7822         {
7823                 .name = "cfs_quota_us",
7824                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7825                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7826         },
7827         {
7828                 .name = "cfs_period_us",
7829                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7830                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7831         },
7832         {
7833                 .name = "stat",
7834                 .read_map = cpu_stats_show,
7835         },
7836 #endif
7837 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7838         {
7839                 .name = "rt_runtime_us",
7840                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7841                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7842         },
7843         {
7844                 .name = "rt_period_us",
7845                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7846                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7847         },
7848 #endif
7849         { }     /* terminate */
7850 };
7851
7852 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7853         .name           = "cpu",
7854         .create         = cpu_cgroup_create,
7855         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
7856         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7857         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7858         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7859         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7860         .base_cftypes   = cpu_files,
7861         .early_init     = 1,
7862 };
7863
7864 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7865
7866 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7867
7868 /*
7869  * CPU accounting code for task groups.
7870  *
7871  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
7872  * (balbir@in.ibm.com).
7873  */
7874
7875 struct cpuacct root_cpuacct;
7876
7877 /* create a new cpu accounting group */
7878 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(struct cgroup *cgrp)
7879 {
7880         struct cpuacct *ca;
7881
7882         if (!cgrp->parent)
7883                 return &root_cpuacct.css;
7884
7885         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
7886         if (!ca)
7887                 goto out;
7888
7889         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
7890         if (!ca->cpuusage)
7891                 goto out_free_ca;
7892
7893         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
7894         if (!ca->cpustat)
7895                 goto out_free_cpuusage;
7896
7897         return &ca->css;
7898
7899 out_free_cpuusage:
7900         free_percpu(ca->cpuusage);
7901 out_free_ca:
7902         kfree(ca);
7903 out:
7904         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7905 }
7906
7907 /* destroy an existing cpu accounting group */
7908 static void cpuacct_destroy(struct cgroup *cgrp)
7909 {
7910         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7911
7912         free_percpu(ca->cpustat);
7913         free_percpu(ca->cpuusage);
7914         kfree(ca);
7915 }
7916
7917 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
7918 {
7919         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7920         u64 data;
7921
7922 #ifndef CONFIG_64BIT
7923         /*
7924          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
7925          */
7926         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7927         data = *cpuusage;
7928         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7929 #else
7930         data = *cpuusage;
7931 #endif
7932
7933         return data;
7934 }
7935
7936 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
7937 {
7938         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7939
7940 #ifndef CONFIG_64BIT
7941         /*
7942          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
7943          */
7944         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7945         *cpuusage = val;
7946         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7947 #else
7948         *cpuusage = val;
7949 #endif
7950 }
7951
7952 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
7953 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7954 {
7955         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7956         u64 totalcpuusage = 0;
7957         int i;
7958
7959         for_each_present_cpu(i)
7960                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7961
7962         return totalcpuusage;
7963 }
7964
7965 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7966                                                                 u64 reset)
7967 {
7968         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7969         int err = 0;
7970         int i;
7971
7972         if (reset) {
7973                 err = -EINVAL;
7974                 goto out;
7975         }
7976
7977         for_each_present_cpu(i)
7978                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
7979
7980 out:
7981         return err;
7982 }
7983
7984 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
7985                                    struct seq_file *m)
7986 {
7987         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
7988         u64 percpu;
7989         int i;
7990
7991         for_each_present_cpu(i) {
7992                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7993                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
7994         }
7995         seq_printf(m, "\n");
7996         return 0;
7997 }
7998
7999 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8000         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8001         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8002 };
8003
8004 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8005                               struct cgroup_map_cb *cb)
8006 {
8007         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8008         int cpu;
8009         s64 val = 0;
8010
8011         for_each_online_cpu(cpu) {
8012                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8013                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8014                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8015         }
8016         val = cputime64_to_clock_t(val);
8017         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8018
8019         val = 0;
8020         for_each_online_cpu(cpu) {
8021                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8022                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8023                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8024                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8025         }
8026
8027         val = cputime64_to_clock_t(val);
8028         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8029
8030         return 0;
8031 }
8032
8033 static struct cftype files[] = {
8034         {
8035                 .name = "usage",
8036                 .read_u64 = cpuusage_read,
8037                 .write_u64 = cpuusage_write,
8038         },
8039         {
8040                 .name = "usage_percpu",
8041                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8042         },
8043         {
8044                 .name = "stat",
8045                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8046         },
8047         { }     /* terminate */
8048 };
8049
8050 /*
8051  * charge this task's execution time to its accounting group.
8052  *
8053  * called with rq->lock held.
8054  */
8055 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8056 {
8057         struct cpuacct *ca;
8058         int cpu;
8059
8060         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8061                 return;
8062
8063         cpu = task_cpu(tsk);
8064
8065         rcu_read_lock();
8066
8067         ca = task_ca(tsk);
8068
8069         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8070                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8071                 *cpuusage += cputime;
8072         }
8073
8074         rcu_read_unlock();
8075 }
8076
8077 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8078         .name = "cpuacct",
8079         .create = cpuacct_create,
8080         .destroy = cpuacct_destroy,
8081         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8082         .base_cftypes = files,
8083 };
8084 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */