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