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