]> rtime.felk.cvut.cz Git - can-eth-gw-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag 'kvm-3.8-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[can-eth-gw-linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_sched.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
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) 0
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 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
745 {
746 /*
747  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
748  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
749  */
750 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
751         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
752 #endif
753 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
754         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
755
756         /*
757          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
758          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
759          * {soft,}irq region.
760          *
761          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
762          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
763          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
764          * monotonic.
765          *
766          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
767          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
768          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
769          * atomic ops.
770          */
771         if (irq_delta > delta)
772                 irq_delta = delta;
773
774         rq->prev_irq_time += irq_delta;
775         delta -= irq_delta;
776 #endif
777 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
778         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
779                 u64 st;
780
781                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
782                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
783
784                 if (unlikely(steal > delta))
785                         steal = delta;
786
787                 st = steal_ticks(steal);
788                 steal = st * TICK_NSEC;
789
790                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
791
792                 delta -= steal;
793         }
794 #endif
795
796         rq->clock_task += delta;
797
798 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
799         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
800                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
801 #endif
802 }
803
804 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
805 {
806         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
807         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
808
809         if (stop) {
810                 /*
811                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
812                  * userspace knows about and won't get confused about.
813                  *
814                  * Also, it will make PI more or less work without too
815                  * much confusion -- but then, stop work should not
816                  * rely on PI working anyway.
817                  */
818                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
819
820                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
821         }
822
823         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
824
825         if (old_stop) {
826                 /*
827                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
828                  * it can die in pieces.
829                  */
830                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
831         }
832 }
833
834 /*
835  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
836  */
837 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
838 {
839         return p->static_prio;
840 }
841
842 /*
843  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
844  * without taking RT-inheritance into account. Might be
845  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
846  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
847  * estimator recalculates.
848  */
849 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
850 {
851         int prio;
852
853         if (task_has_rt_policy(p))
854                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
855         else
856                 prio = __normal_prio(p);
857         return prio;
858 }
859
860 /*
861  * Calculate the current priority, i.e. the priority
862  * taken into account by the scheduler. This value might
863  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
864  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
865  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
866  */
867 static int effective_prio(struct task_struct *p)
868 {
869         p->normal_prio = normal_prio(p);
870         /*
871          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
872          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
873          * to the normal priority:
874          */
875         if (!rt_prio(p->prio))
876                 return p->normal_prio;
877         return p->prio;
878 }
879
880 /**
881  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
882  * @p: the task in question.
883  */
884 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
885 {
886         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
887 }
888
889 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
890                                        const struct sched_class *prev_class,
891                                        int oldprio)
892 {
893         if (prev_class != p->sched_class) {
894                 if (prev_class->switched_from)
895                         prev_class->switched_from(rq, p);
896                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
897         } else if (oldprio != p->prio)
898                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
899 }
900
901 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
902 {
903         const struct sched_class *class;
904
905         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
906                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
907         } else {
908                 for_each_class(class) {
909                         if (class == rq->curr->sched_class)
910                                 break;
911                         if (class == p->sched_class) {
912                                 resched_task(rq->curr);
913                                 break;
914                         }
915                 }
916         }
917
918         /*
919          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
920          * this case, we can save a useless back to back clock update.
921          */
922         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
923                 rq->skip_clock_update = 1;
924 }
925
926 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
927
928 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
929 {
930         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
931 }
932
933 #ifdef CONFIG_SMP
934 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
935 {
936 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
937         /*
938          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
939          * ttwu() will sort out the placement.
940          */
941         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
942                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
943
944 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
945         /*
946          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
947          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
948          *
949          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
950          * see task_group().
951          *
952          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
953          * task_rq_lock().
954          */
955         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
956                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
957 #endif
958 #endif
959
960         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
961
962         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
963                 struct task_migration_notifier tmn;
964
965                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
966                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
967                 p->se.nr_migrations++;
968                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
969
970                 tmn.task = p;
971                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
972                 tmn.to_cpu = new_cpu;
973
974                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
975         }
976
977         __set_task_cpu(p, new_cpu);
978 }
979
980 struct migration_arg {
981         struct task_struct *task;
982         int dest_cpu;
983 };
984
985 static int migration_cpu_stop(void *data);
986
987 /*
988  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
989  *
990  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
991  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
992  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
993  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
994  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
995  * @p has remained unscheduled the whole time.
996  *
997  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
998  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
999  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1000  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1001  * waiting to become inactive.
1002  */
1003 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1004 {
1005         unsigned long flags;
1006         int running, on_rq;
1007         unsigned long ncsw;
1008         struct rq *rq;
1009
1010         for (;;) {
1011                 /*
1012                  * We do the initial early heuristics without holding
1013                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1014                  * the runqueue lock when things look like they will
1015                  * work out!
1016                  */
1017                 rq = task_rq(p);
1018
1019                 /*
1020                  * If the task is actively running on another CPU
1021                  * still, just relax and busy-wait without holding
1022                  * any locks.
1023                  *
1024                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1025                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1026                  * But we don't care, since "task_running()" will
1027                  * return false if the runqueue has changed and p
1028                  * is actually now running somewhere else!
1029                  */
1030                 while (task_running(rq, p)) {
1031                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1032                                 return 0;
1033                         cpu_relax();
1034                 }
1035
1036                 /*
1037                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1038                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1039                  * just go back and repeat.
1040                  */
1041                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1042                 trace_sched_wait_task(p);
1043                 running = task_running(rq, p);
1044                 on_rq = p->on_rq;
1045                 ncsw = 0;
1046                 if (!match_state || p->state == match_state)
1047                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1048                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1049
1050                 /*
1051                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1052                  */
1053                 if (unlikely(!ncsw))
1054                         break;
1055
1056                 /*
1057                  * Was it really running after all now that we
1058                  * checked with the proper locks actually held?
1059                  *
1060                  * Oops. Go back and try again..
1061                  */
1062                 if (unlikely(running)) {
1063                         cpu_relax();
1064                         continue;
1065                 }
1066
1067                 /*
1068                  * It's not enough that it's not actively running,
1069                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1070                  * preempted!
1071                  *
1072                  * So if it was still runnable (but just not actively
1073                  * running right now), it's preempted, and we should
1074                  * yield - it could be a while.
1075                  */
1076                 if (unlikely(on_rq)) {
1077                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1078
1079                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1080                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1081                         continue;
1082                 }
1083
1084                 /*
1085                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1086                  * runnable, which means that it will never become
1087                  * running in the future either. We're all done!
1088                  */
1089                 break;
1090         }
1091
1092         return ncsw;
1093 }
1094
1095 /***
1096  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1097  * @p: the to-be-kicked thread
1098  *
1099  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1100  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1101  *
1102  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1103  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1104  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1105  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1106  * achieved as well.
1107  */
1108 void kick_process(struct task_struct *p)
1109 {
1110         int cpu;
1111
1112         preempt_disable();
1113         cpu = task_cpu(p);
1114         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1115                 smp_send_reschedule(cpu);
1116         preempt_enable();
1117 }
1118 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1119 #endif /* CONFIG_SMP */
1120
1121 #ifdef CONFIG_SMP
1122 /*
1123  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1124  */
1125 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1126 {
1127         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1128         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1129         int dest_cpu;
1130
1131         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1132         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1133                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1134                         continue;
1135                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1136                         continue;
1137                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1138                         return dest_cpu;
1139         }
1140
1141         for (;;) {
1142                 /* Any allowed, online CPU? */
1143                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1144                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1145                                 continue;
1146                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1147                                 continue;
1148                         goto out;
1149                 }
1150
1151                 switch (state) {
1152                 case cpuset:
1153                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1154                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1155                         state = possible;
1156                         break;
1157
1158                 case possible:
1159                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1160                         state = fail;
1161                         break;
1162
1163                 case fail:
1164                         BUG();
1165                         break;
1166                 }
1167         }
1168
1169 out:
1170         if (state != cpuset) {
1171                 /*
1172                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1173                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1174                  * leave kernel.
1175                  */
1176                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1177                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1178                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1179                 }
1180         }
1181
1182         return dest_cpu;
1183 }
1184
1185 /*
1186  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1187  */
1188 static inline
1189 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1190 {
1191         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1192
1193         /*
1194          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1195          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1196          * cpu.
1197          *
1198          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1199          *
1200          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1201          *   not worry about this generic constraint ]
1202          */
1203         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1204                      !cpu_online(cpu)))
1205                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1206
1207         return cpu;
1208 }
1209
1210 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1211 {
1212         s64 diff = sample - *avg;
1213         *avg += diff >> 3;
1214 }
1215 #endif
1216
1217 static void
1218 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1219 {
1220 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1221         struct rq *rq = this_rq();
1222
1223 #ifdef CONFIG_SMP
1224         int this_cpu = smp_processor_id();
1225
1226         if (cpu == this_cpu) {
1227                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1228                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1229         } else {
1230                 struct sched_domain *sd;
1231
1232                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1233                 rcu_read_lock();
1234                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1235                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1236                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1237                                 break;
1238                         }
1239                 }
1240                 rcu_read_unlock();
1241         }
1242
1243         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1244                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1245
1246 #endif /* CONFIG_SMP */
1247
1248         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1249         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1250
1251         if (wake_flags & WF_SYNC)
1252                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1253
1254 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1255 }
1256
1257 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1258 {
1259         activate_task(rq, p, en_flags);
1260         p->on_rq = 1;
1261
1262         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1263         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1264                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1269  */
1270 static void
1271 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1272 {
1273         trace_sched_wakeup(p, true);
1274         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1275
1276         p->state = TASK_RUNNING;
1277 #ifdef CONFIG_SMP
1278         if (p->sched_class->task_woken)
1279                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1280
1281         if (rq->idle_stamp) {
1282                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1283                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1284
1285                 if (delta > max)
1286                         rq->avg_idle = max;
1287                 else
1288                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1289                 rq->idle_stamp = 0;
1290         }
1291 #endif
1292 }
1293
1294 static void
1295 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1296 {
1297 #ifdef CONFIG_SMP
1298         if (p->sched_contributes_to_load)
1299                 rq->nr_uninterruptible--;
1300 #endif
1301
1302         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1303         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1308  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1309  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1310  * the task is still ->on_rq.
1311  */
1312 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1313 {
1314         struct rq *rq;
1315         int ret = 0;
1316
1317         rq = __task_rq_lock(p);
1318         if (p->on_rq) {
1319                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1320                 ret = 1;
1321         }
1322         __task_rq_unlock(rq);
1323
1324         return ret;
1325 }
1326
1327 #ifdef CONFIG_SMP
1328 static void sched_ttwu_pending(void)
1329 {
1330         struct rq *rq = this_rq();
1331         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1332         struct task_struct *p;
1333
1334         raw_spin_lock(&rq->lock);
1335
1336         while (llist) {
1337                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1338                 llist = llist_next(llist);
1339                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1340         }
1341
1342         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1343 }
1344
1345 void scheduler_ipi(void)
1346 {
1347         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1348                 return;
1349
1350         /*
1351          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1352          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1353          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1354          * we do call them.
1355          *
1356          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1357          * properly.
1358          *
1359          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1360          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1361          * somewhat pessimize the simple resched case.
1362          */
1363         irq_enter();
1364         sched_ttwu_pending();
1365
1366         /*
1367          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1368          */
1369         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1370                 this_rq()->idle_balance = 1;
1371                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1372         }
1373         irq_exit();
1374 }
1375
1376 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1377 {
1378         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1379                 smp_send_reschedule(cpu);
1380 }
1381
1382 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1383 {
1384         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1385 }
1386 #endif /* CONFIG_SMP */
1387
1388 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1389 {
1390         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1391
1392 #if defined(CONFIG_SMP)
1393         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1394                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1395                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1396                 return;
1397         }
1398 #endif
1399
1400         raw_spin_lock(&rq->lock);
1401         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1402         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1403 }
1404
1405 /**
1406  * try_to_wake_up - wake up a thread
1407  * @p: the thread to be awakened
1408  * @state: the mask of task states that can be woken
1409  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1410  *
1411  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1412  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1413  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1414  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1415  * runnable without the overhead of this.
1416  *
1417  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1418  * or @state didn't match @p's state.
1419  */
1420 static int
1421 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1422 {
1423         unsigned long flags;
1424         int cpu, success = 0;
1425
1426         smp_wmb();
1427         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1428         if (!(p->state & state))
1429                 goto out;
1430
1431         success = 1; /* we're going to change ->state */
1432         cpu = task_cpu(p);
1433
1434         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1435                 goto stat;
1436
1437 #ifdef CONFIG_SMP
1438         /*
1439          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1440          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1441          */
1442         while (p->on_cpu)
1443                 cpu_relax();
1444         /*
1445          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1446          */
1447         smp_rmb();
1448
1449         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1450         p->state = TASK_WAKING;
1451
1452         if (p->sched_class->task_waking)
1453                 p->sched_class->task_waking(p);
1454
1455         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1456         if (task_cpu(p) != cpu) {
1457                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1458                 set_task_cpu(p, cpu);
1459         }
1460 #endif /* CONFIG_SMP */
1461
1462         ttwu_queue(p, cpu);
1463 stat:
1464         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1465 out:
1466         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1467
1468         return success;
1469 }
1470
1471 /**
1472  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1473  * @p: the thread to be awakened
1474  *
1475  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1476  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1477  * the current task.
1478  */
1479 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1480 {
1481         struct rq *rq = task_rq(p);
1482
1483         BUG_ON(rq != this_rq());
1484         BUG_ON(p == current);
1485         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1486
1487         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1488                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1489                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1490                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1491         }
1492
1493         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1494                 goto out;
1495
1496         if (!p->on_rq)
1497                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1498
1499         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1500         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1501 out:
1502         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1503 }
1504
1505 /**
1506  * wake_up_process - Wake up a specific process
1507  * @p: The process to be woken up.
1508  *
1509  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1510  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1511  * running.
1512  *
1513  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1514  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1515  */
1516 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1517 {
1518         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1519 }
1520 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1521
1522 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1523 {
1524         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1529  * p is forked by current.
1530  *
1531  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1532  */
1533 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1534 {
1535         p->on_rq                        = 0;
1536
1537         p->se.on_rq                     = 0;
1538         p->se.exec_start                = 0;
1539         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1540         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1541         p->se.nr_migrations             = 0;
1542         p->se.vruntime                  = 0;
1543         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1544
1545 /*
1546  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1547  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1548  * load-balance).
1549  */
1550 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1551         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1552         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1553 #endif
1554 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1555         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1556 #endif
1557
1558         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1559
1560 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1561         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1562 #endif
1563 }
1564
1565 /*
1566  * fork()/clone()-time setup:
1567  */
1568 void sched_fork(struct task_struct *p)
1569 {
1570         unsigned long flags;
1571         int cpu = get_cpu();
1572
1573         __sched_fork(p);
1574         /*
1575          * We mark the process as running here. This guarantees that
1576          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1577          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1578          */
1579         p->state = TASK_RUNNING;
1580
1581         /*
1582          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1583          */
1584         p->prio = current->normal_prio;
1585
1586         /*
1587          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1588          */
1589         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1590                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1591                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1592                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1593                         p->rt_priority = 0;
1594                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1595                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1596
1597                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1598                 set_load_weight(p);
1599
1600                 /*
1601                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1602                  * fulfilled its duty:
1603                  */
1604                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1605         }
1606
1607         if (!rt_prio(p->prio))
1608                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1609
1610         if (p->sched_class->task_fork)
1611                 p->sched_class->task_fork(p);
1612
1613         /*
1614          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1615          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1616          * is ran before sched_fork().
1617          *
1618          * Silence PROVE_RCU.
1619          */
1620         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1621         set_task_cpu(p, cpu);
1622         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1623
1624 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1625         if (likely(sched_info_on()))
1626                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1627 #endif
1628 #if defined(CONFIG_SMP)
1629         p->on_cpu = 0;
1630 #endif
1631 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1632         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1633         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1634 #endif
1635 #ifdef CONFIG_SMP
1636         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1637 #endif
1638
1639         put_cpu();
1640 }
1641
1642 /*
1643  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1644  *
1645  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1646  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1647  * on the runqueue and wakes it.
1648  */
1649 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1650 {
1651         unsigned long flags;
1652         struct rq *rq;
1653
1654         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1655 #ifdef CONFIG_SMP
1656         /*
1657          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1658          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1659          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1660          */
1661         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1662 #endif
1663
1664         rq = __task_rq_lock(p);
1665         activate_task(rq, p, 0);
1666         p->on_rq = 1;
1667         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1668         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1669 #ifdef CONFIG_SMP
1670         if (p->sched_class->task_woken)
1671                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1672 #endif
1673         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1677
1678 /**
1679  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1680  * @notifier: notifier struct to register
1681  */
1682 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1683 {
1684         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1685 }
1686 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1687
1688 /**
1689  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1690  * @notifier: notifier struct to unregister
1691  *
1692  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1693  */
1694 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1695 {
1696         hlist_del(&notifier->link);
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1699
1700 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1701 {
1702         struct preempt_notifier *notifier;
1703         struct hlist_node *node;
1704
1705         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1706                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1707 }
1708
1709 static void
1710 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1711                                  struct task_struct *next)
1712 {
1713         struct preempt_notifier *notifier;
1714         struct hlist_node *node;
1715
1716         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1717                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1718 }
1719
1720 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1721
1722 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1723 {
1724 }
1725
1726 static void
1727 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1728                                  struct task_struct *next)
1729 {
1730 }
1731
1732 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1733
1734 /**
1735  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1736  * @rq: the runqueue preparing to switch
1737  * @prev: the current task that is being switched out
1738  * @next: the task we are going to switch to.
1739  *
1740  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1741  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1742  * switch.
1743  *
1744  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1745  * hooks.
1746  */
1747 static inline void
1748 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1749                     struct task_struct *next)
1750 {
1751         trace_sched_switch(prev, next);
1752         sched_info_switch(prev, next);
1753         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1754         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1755         prepare_lock_switch(rq, next);
1756         prepare_arch_switch(next);
1757 }
1758
1759 /**
1760  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1761  * @rq: runqueue associated with task-switch
1762  * @prev: the thread we just switched away from.
1763  *
1764  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1765  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1766  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1767  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1768  *
1769  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1770  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1771  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1772  * details.)
1773  */
1774 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1775         __releases(rq->lock)
1776 {
1777         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1778         long prev_state;
1779
1780         rq->prev_mm = NULL;
1781
1782         /*
1783          * A task struct has one reference for the use as "current".
1784          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1785          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1786          * the scheduled task must drop that reference.
1787          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1788          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1789          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1790          * be dropped twice.
1791          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1792          */
1793         prev_state = prev->state;
1794         vtime_task_switch(prev);
1795         finish_arch_switch(prev);
1796         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1797         finish_lock_switch(rq, prev);
1798         finish_arch_post_lock_switch();
1799
1800         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1801         if (mm)
1802                 mmdrop(mm);
1803         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1804                 /*
1805                  * Remove function-return probe instances associated with this
1806                  * task and put them back on the free list.
1807                  */
1808                 kprobe_flush_task(prev);
1809                 put_task_struct(prev);
1810         }
1811 }
1812
1813 #ifdef CONFIG_SMP
1814
1815 /* assumes rq->lock is held */
1816 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1817 {
1818         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1819                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1820 }
1821
1822 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1823 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1824 {
1825         if (rq->post_schedule) {
1826                 unsigned long flags;
1827
1828                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1829                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1830                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1831                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1832
1833                 rq->post_schedule = 0;
1834         }
1835 }
1836
1837 #else
1838
1839 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1840 {
1841 }
1842
1843 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1844 {
1845 }
1846
1847 #endif
1848
1849 /**
1850  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1851  * @prev: the thread we just switched away from.
1852  */
1853 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1854         __releases(rq->lock)
1855 {
1856         struct rq *rq = this_rq();
1857
1858         finish_task_switch(rq, prev);
1859
1860         /*
1861          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1862          * task_switch?
1863          */
1864         post_schedule(rq);
1865
1866 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1867         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1868         preempt_enable();
1869 #endif
1870         if (current->set_child_tid)
1871                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1872 }
1873
1874 /*
1875  * context_switch - switch to the new MM and the new
1876  * thread's register state.
1877  */
1878 static inline void
1879 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1880                struct task_struct *next)
1881 {
1882         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1883
1884         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1885
1886         mm = next->mm;
1887         oldmm = prev->active_mm;
1888         /*
1889          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1890          * combine the page table reload and the switch backend into
1891          * one hypercall.
1892          */
1893         arch_start_context_switch(prev);
1894
1895         if (!mm) {
1896                 next->active_mm = oldmm;
1897                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1898                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1899         } else
1900                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1901
1902         if (!prev->mm) {
1903                 prev->active_mm = NULL;
1904                 rq->prev_mm = oldmm;
1905         }
1906         /*
1907          * Since the runqueue lock will be released by the next
1908          * task (which is an invalid locking op but in the case
1909          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1910          * do an early lockdep release here:
1911          */
1912 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1913         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1914 #endif
1915
1916         context_tracking_task_switch(prev, next);
1917         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1918         switch_to(prev, next, prev);
1919
1920         barrier();
1921         /*
1922          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1923          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1924          * frame will be invalid.
1925          */
1926         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1927 }
1928
1929 /*
1930  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1931  *
1932  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1933  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1934  * number of context switches performed since bootup.
1935  */
1936 unsigned long nr_running(void)
1937 {
1938         unsigned long i, sum = 0;
1939
1940         for_each_online_cpu(i)
1941                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1942
1943         return sum;
1944 }
1945
1946 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1947 {
1948         unsigned long i, sum = 0;
1949
1950         for_each_possible_cpu(i)
1951                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
1952
1953         /*
1954          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
1955          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
1956          */
1957         if (unlikely((long)sum < 0))
1958                 sum = 0;
1959
1960         return sum;
1961 }
1962
1963 unsigned long long nr_context_switches(void)
1964 {
1965         int i;
1966         unsigned long long sum = 0;
1967
1968         for_each_possible_cpu(i)
1969                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
1970
1971         return sum;
1972 }
1973
1974 unsigned long nr_iowait(void)
1975 {
1976         unsigned long i, sum = 0;
1977
1978         for_each_possible_cpu(i)
1979                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
1980
1981         return sum;
1982 }
1983
1984 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
1985 {
1986         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
1987         return atomic_read(&this->nr_iowait);
1988 }
1989
1990 unsigned long this_cpu_load(void)
1991 {
1992         struct rq *this = this_rq();
1993         return this->cpu_load[0];
1994 }
1995
1996
1997 /*
1998  * Global load-average calculations
1999  *
2000  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2001  * in order to minimize overhead.
2002  *
2003  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2004  * nr_uninterruptible.
2005  *
2006  * Once every LOAD_FREQ:
2007  *
2008  *   nr_active = 0;
2009  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2010  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2011  *
2012  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2013  *
2014  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2015  *
2016  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2017  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2018  *    to calculating nr_active.
2019  *
2020  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2021  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2022  *
2023  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2024  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2025  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2026  *
2027  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2028  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2029  *    cpu to have completed this task.
2030  *
2031  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2032  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2033  *
2034  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2035  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2036  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2037  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2038  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2039  *    all cpus yields the correct result.
2040  *
2041  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2042  */
2043
2044 /* Variables and functions for calc_load */
2045 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2046 static unsigned long calc_load_update;
2047 unsigned long avenrun[3];
2048 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2049
2050 /**
2051  * get_avenrun - get the load average array
2052  * @loads:      pointer to dest load array
2053  * @offset:     offset to add
2054  * @shift:      shift count to shift the result left
2055  *
2056  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2057  */
2058 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2059 {
2060         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2061         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2062         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2063 }
2064
2065 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2066 {
2067         long nr_active, delta = 0;
2068
2069         nr_active = this_rq->nr_running;
2070         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2071
2072         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2073                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2074                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2075         }
2076
2077         return delta;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2082  */
2083 static unsigned long
2084 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2085 {
2086         load *= exp;
2087         load += active * (FIXED_1 - exp);
2088         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2089         return load >> FSHIFT;
2090 }
2091
2092 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2093 /*
2094  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2095  *
2096  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2097  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2098  * NO_HZ.
2099  *
2100  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2101  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2102  * when we read the global state.
2103  *
2104  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2105  *
2106  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2107  *    contribution, causing under-accounting.
2108  *
2109  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2110  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2111  *
2112  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2113  *
2114  *        0s            5s            10s           15s
2115  *          +10           +10           +10           +10
2116  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2117  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2118  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2119  *
2120  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2121  *    accumlating the new one.
2122  *
2123  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2124  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2125  *    busy state.
2126  *
2127  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2128  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2129  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2130  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2131  *    LOAD_FREQ intervals.
2132  *
2133  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2134  */
2135 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2136 static int calc_load_idx;
2137
2138 static inline int calc_load_write_idx(void)
2139 {
2140         int idx = calc_load_idx;
2141
2142         /*
2143          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2144          * need to observe the new update time.
2145          */
2146         smp_rmb();
2147
2148         /*
2149          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2150          * next idle-delta.
2151          */
2152         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2153                 idx++;
2154
2155         return idx & 1;
2156 }
2157
2158 static inline int calc_load_read_idx(void)
2159 {
2160         return calc_load_idx & 1;
2161 }
2162
2163 void calc_load_enter_idle(void)
2164 {
2165         struct rq *this_rq = this_rq();
2166         long delta;
2167
2168         /*
2169          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2170          * into the pending idle delta.
2171          */
2172         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2173         if (delta) {
2174                 int idx = calc_load_write_idx();
2175                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2176         }
2177 }
2178
2179 void calc_load_exit_idle(void)
2180 {
2181         struct rq *this_rq = this_rq();
2182
2183         /*
2184          * If we're still before the sample window, we're done.
2185          */
2186         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2187                 return;
2188
2189         /*
2190          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2191          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2192          * sync up for the next window.
2193          */
2194         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2195         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2196                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2197 }
2198
2199 static long calc_load_fold_idle(void)
2200 {
2201         int idx = calc_load_read_idx();
2202         long delta = 0;
2203
2204         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2205                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2206
2207         return delta;
2208 }
2209
2210 /**
2211  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2212  *
2213  * @x:         base of the power
2214  * @frac_bits: fractional bits of @x
2215  * @n:         power to raise @x to.
2216  *
2217  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2218  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2219  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2220  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2221  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2222  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2223  * vector.
2224  */
2225 static unsigned long
2226 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2227 {
2228         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2229
2230         if (n) for (;;) {
2231                 if (n & 1) {
2232                         result *= x;
2233                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2234                         result >>= frac_bits;
2235                 }
2236                 n >>= 1;
2237                 if (!n)
2238                         break;
2239                 x *= x;
2240                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2241                 x >>= frac_bits;
2242         }
2243
2244         return result;
2245 }
2246
2247 /*
2248  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2249  *
2250  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2251  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2252  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2253  *
2254  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2255  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2256  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2257  *
2258  *  ...
2259  *
2260  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2261  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2262  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2263  *
2264  * [1] application of the geometric series:
2265  *
2266  *              n         1 - x^(n+1)
2267  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2268  *             i=0          1 - x
2269  */
2270 static unsigned long
2271 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2272             unsigned long active, unsigned int n)
2273 {
2274
2275         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2276 }
2277
2278 /*
2279  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2280  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2281  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2282  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2283  *
2284  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2285  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2286  */
2287 static void calc_global_nohz(void)
2288 {
2289         long delta, active, n;
2290
2291         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2292                 /*
2293                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2294                  */
2295                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2296                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2297
2298                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2299                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2300
2301                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2302                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2303                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2304
2305                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2306         }
2307
2308         /*
2309          * Flip the idle index...
2310          *
2311          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2312          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2313          * index, this avoids a double flip messing things up.
2314          */
2315         smp_wmb();
2316         calc_load_idx++;
2317 }
2318 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2319
2320 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2321 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2322
2323 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2324
2325 /*
2326  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2327  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2328  */
2329 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2330 {
2331         long active, delta;
2332
2333         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2334                 return;
2335
2336         /*
2337          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2338          */
2339         delta = calc_load_fold_idle();
2340         if (delta)
2341                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2342
2343         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2344         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2345
2346         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2347         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2348         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2349
2350         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2351
2352         /*
2353          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2354          */
2355         calc_global_nohz();
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2360  * active count.
2361  */
2362 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2363 {
2364         long delta;
2365
2366         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2367                 return;
2368
2369         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2370         if (delta)
2371                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2372
2373         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * End of global load-average stuff
2378  */
2379
2380 /*
2381  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2382  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2383  *
2384  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2385  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2386  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2387  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2388  *
2389  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2390  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2391  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2392  *
2393  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2394  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2395  * particular idx is approximated to be zero.
2396  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2397  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2398  * based on 128 point scale.
2399  * Example:
2400  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2401  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2402  *
2403  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2404  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2405  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2406  */
2407 #define DEGRADE_SHIFT           7
2408 static const unsigned char
2409                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2410 static const unsigned char
2411                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2412                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2413                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2414                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2415                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2416                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2417
2418 /*
2419  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2420  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2421  * adding any new load.
2422  */
2423 static unsigned long
2424 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2425 {
2426         int j = 0;
2427
2428         if (!missed_updates)
2429                 return load;
2430
2431         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2432                 return 0;
2433
2434         if (idx == 1)
2435                 return load >> missed_updates;
2436
2437         while (missed_updates) {
2438                 if (missed_updates % 2)
2439                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2440
2441                 missed_updates >>= 1;
2442                 j++;
2443         }
2444         return load;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2449  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2450  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2451  */
2452 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2453                               unsigned long pending_updates)
2454 {
2455         int i, scale;
2456
2457         this_rq->nr_load_updates++;
2458
2459         /* Update our load: */
2460         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2461         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2462                 unsigned long old_load, new_load;
2463
2464                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2465
2466                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2467                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2468                 new_load = this_load;
2469                 /*
2470                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2471                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2472                  * example.
2473                  */
2474                 if (new_load > old_load)
2475                         new_load += scale - 1;
2476
2477                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2478         }
2479
2480         sched_avg_update(this_rq);
2481 }
2482
2483 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2484 /*
2485  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2486  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2487  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2488  *
2489  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2490  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2491  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2492  * (tick_nohz_idle_exit).
2493  *
2494  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2495  */
2496
2497 /*
2498  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2499  * idle balance.
2500  */
2501 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2502 {
2503         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2504         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2505         unsigned long pending_updates;
2506
2507         /*
2508          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2509          */
2510         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2511                 return;
2512
2513         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2514         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2515
2516         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2521  */
2522 void update_cpu_load_nohz(void)
2523 {
2524         struct rq *this_rq = this_rq();
2525         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2526         unsigned long pending_updates;
2527
2528         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2529                 return;
2530
2531         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2532         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2533         if (pending_updates) {
2534                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2535                 /*
2536                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2537                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2538                  */
2539                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2540         }
2541         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2542 }
2543 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2544
2545 /*
2546  * Called from scheduler_tick()
2547  */
2548 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2549 {
2550         /*
2551          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2552          */
2553         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2554         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2555
2556         calc_load_account_active(this_rq);
2557 }
2558
2559 #ifdef CONFIG_SMP
2560
2561 /*
2562  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2563  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2564  */
2565 void sched_exec(void)
2566 {
2567         struct task_struct *p = current;
2568         unsigned long flags;
2569         int dest_cpu;
2570
2571         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2572         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2573         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2574                 goto unlock;
2575
2576         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2577                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2578
2579                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2580                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2581                 return;
2582         }
2583 unlock:
2584         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2585 }
2586
2587 #endif
2588
2589 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2590 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2591
2592 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2593 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2594
2595 /*
2596  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2597  * @p in case that task is currently running.
2598  *
2599  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2600  */
2601 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2602 {
2603         u64 ns = 0;
2604
2605         if (task_current(rq, p)) {
2606                 update_rq_clock(rq);
2607                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2608                 if ((s64)ns < 0)
2609                         ns = 0;
2610         }
2611
2612         return ns;
2613 }
2614
2615 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2616 {
2617         unsigned long flags;
2618         struct rq *rq;
2619         u64 ns = 0;
2620
2621         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2622         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2623         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2624
2625         return ns;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Return accounted runtime for the task.
2630  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2631  * pending runtime that have not been accounted yet.
2632  */
2633 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2634 {
2635         unsigned long flags;
2636         struct rq *rq;
2637         u64 ns = 0;
2638
2639         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2640         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2641         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2642
2643         return ns;
2644 }
2645
2646 /*
2647  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2648  * We call it with interrupts disabled.
2649  */
2650 void scheduler_tick(void)
2651 {
2652         int cpu = smp_processor_id();
2653         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2654         struct task_struct *curr = rq->curr;
2655
2656         sched_clock_tick();
2657
2658         raw_spin_lock(&rq->lock);
2659         update_rq_clock(rq);
2660         update_cpu_load_active(rq);
2661         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2662         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2663
2664         perf_event_task_tick();
2665
2666 #ifdef CONFIG_SMP
2667         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2668         trigger_load_balance(rq, cpu);
2669 #endif
2670 }
2671
2672 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2673 {
2674         if (in_lock_functions(addr)) {
2675                 addr = CALLER_ADDR2;
2676                 if (in_lock_functions(addr))
2677                         addr = CALLER_ADDR3;
2678         }
2679         return addr;
2680 }
2681
2682 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2683                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2684
2685 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2686 {
2687 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2688         /*
2689          * Underflow?
2690          */
2691         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2692                 return;
2693 #endif
2694         preempt_count() += val;
2695 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2696         /*
2697          * Spinlock count overflowing soon?
2698          */
2699         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2700                                 PREEMPT_MASK - 10);
2701 #endif
2702         if (preempt_count() == val)
2703                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2704 }
2705 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2706
2707 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2708 {
2709 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2710         /*
2711          * Underflow?
2712          */
2713         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2714                 return;
2715         /*
2716          * Is the spinlock portion underflowing?
2717          */
2718         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2719                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2720                 return;
2721 #endif
2722
2723         if (preempt_count() == val)
2724                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2725         preempt_count() -= val;
2726 }
2727 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2728
2729 #endif
2730
2731 /*
2732  * Print scheduling while atomic bug:
2733  */
2734 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2735 {
2736         if (oops_in_progress)
2737                 return;
2738
2739         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2740                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2741
2742         debug_show_held_locks(prev);
2743         print_modules();
2744         if (irqs_disabled())
2745                 print_irqtrace_events(prev);
2746         dump_stack();
2747         add_taint(TAINT_WARN);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2752  */
2753 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2754 {
2755         /*
2756          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2757          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2758          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2759          */
2760         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2761                 __schedule_bug(prev);
2762         rcu_sleep_check();
2763
2764         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2765
2766         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2767 }
2768
2769 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2770 {
2771         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2772                 update_rq_clock(rq);
2773         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Pick up the highest-prio task:
2778  */
2779 static inline struct task_struct *
2780 pick_next_task(struct rq *rq)
2781 {
2782         const struct sched_class *class;
2783         struct task_struct *p;
2784
2785         /*
2786          * Optimization: we know that if all tasks are in
2787          * the fair class we can call that function directly:
2788          */
2789         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2790                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2791                 if (likely(p))
2792                         return p;
2793         }
2794
2795         for_each_class(class) {
2796                 p = class->pick_next_task(rq);
2797                 if (p)
2798                         return p;
2799         }
2800
2801         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2802 }
2803
2804 /*
2805  * __schedule() is the main scheduler function.
2806  *
2807  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2808  *
2809  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2810  *
2811  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2812  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2813  *
2814  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2815  *      interrupt handler scheduler_tick().
2816  *
2817  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2818  *      task to the run-queue and that's it.
2819  *
2820  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2821  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2822  *      called on the nearest possible occasion:
2823  *
2824  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2825  *
2826  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2827  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2828  *           spin_unlock()!)
2829  *
2830  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2831  *           preemptible context
2832  *
2833  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2834  *         then at the next:
2835  *
2836  *          - cond_resched() call
2837  *          - explicit schedule() call
2838  *          - return from syscall or exception to user-space
2839  *          - return from interrupt-handler to user-space
2840  */
2841 static void __sched __schedule(void)
2842 {
2843         struct task_struct *prev, *next;
2844         unsigned long *switch_count;
2845         struct rq *rq;
2846         int cpu;
2847
2848 need_resched:
2849         preempt_disable();
2850         cpu = smp_processor_id();
2851         rq = cpu_rq(cpu);
2852         rcu_note_context_switch(cpu);
2853         prev = rq->curr;
2854
2855         schedule_debug(prev);
2856
2857         if (sched_feat(HRTICK))
2858                 hrtick_clear(rq);
2859
2860         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2861
2862         switch_count = &prev->nivcsw;
2863         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2864                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2865                         prev->state = TASK_RUNNING;
2866                 } else {
2867                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2868                         prev->on_rq = 0;
2869
2870                         /*
2871                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2872                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2873                          * concurrency.
2874                          */
2875                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2876                                 struct task_struct *to_wakeup;
2877
2878                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2879                                 if (to_wakeup)
2880                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2881                         }
2882                 }
2883                 switch_count = &prev->nvcsw;
2884         }
2885
2886         pre_schedule(rq, prev);
2887
2888         if (unlikely(!rq->nr_running))
2889                 idle_balance(cpu, rq);
2890
2891         put_prev_task(rq, prev);
2892         next = pick_next_task(rq);
2893         clear_tsk_need_resched(prev);
2894         rq->skip_clock_update = 0;
2895
2896         if (likely(prev != next)) {
2897                 rq->nr_switches++;
2898                 rq->curr = next;
2899                 ++*switch_count;
2900
2901                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2902                 /*
2903                  * The context switch have flipped the stack from under us
2904                  * and restored the local variables which were saved when
2905                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2906                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2907                  */
2908                 cpu = smp_processor_id();
2909                 rq = cpu_rq(cpu);
2910         } else
2911                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2912
2913         post_schedule(rq);
2914
2915         sched_preempt_enable_no_resched();
2916         if (need_resched())
2917                 goto need_resched;
2918 }
2919
2920 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2921 {
2922         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2923                 return;
2924         /*
2925          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2926          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2927          */
2928         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2929                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2930 }
2931
2932 asmlinkage void __sched schedule(void)
2933 {
2934         struct task_struct *tsk = current;
2935
2936         sched_submit_work(tsk);
2937         __schedule();
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2940
2941 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2942 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2943 {
2944         /*
2945          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2946          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2947          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2948          * we find a better solution.
2949          */
2950         user_exit();
2951         schedule();
2952         user_enter();
2953 }
2954 #endif
2955
2956 /**
2957  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2958  *
2959  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2960  */
2961 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2962 {
2963         sched_preempt_enable_no_resched();
2964         schedule();
2965         preempt_disable();
2966 }
2967
2968 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
2969
2970 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
2971 {
2972         if (lock->owner != owner)
2973                 return false;
2974
2975         /*
2976          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
2977          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
2978          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
2979          * ensures the memory stays valid.
2980          */
2981         barrier();
2982
2983         return owner->on_cpu;
2984 }
2985
2986 /*
2987  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
2988  * access and not reliable.
2989  */
2990 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
2991 {
2992         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
2993                 return 0;
2994
2995         rcu_read_lock();
2996         while (owner_running(lock, owner)) {
2997                 if (need_resched())
2998                         break;
2999
3000                 arch_mutex_cpu_relax();
3001         }
3002         rcu_read_unlock();
3003
3004         /*
3005          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3006          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3007          * success only when lock->owner is NULL.
3008          */
3009         return lock->owner == NULL;
3010 }
3011 #endif
3012
3013 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3014 /*
3015  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3016  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3017  * occur there and call schedule directly.
3018  */
3019 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3020 {
3021         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3022
3023         /*
3024          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3025          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3026          */
3027         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3028                 return;
3029
3030         do {
3031                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3032                 __schedule();
3033                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3034
3035                 /*
3036                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3037                  * between schedule and now.
3038                  */
3039                 barrier();
3040         } while (need_resched());
3041 }
3042 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3043
3044 /*
3045  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3046  * off of irq context.
3047  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3048  * protect us against recursive calling from irq.
3049  */
3050 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3051 {
3052         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3053
3054         /* Catch callers which need to be fixed */
3055         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3056
3057         user_exit();
3058         do {
3059                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3060                 local_irq_enable();
3061                 __schedule();
3062                 local_irq_disable();
3063                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3064
3065                 /*
3066                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3067                  * between schedule and now.
3068                  */
3069                 barrier();
3070         } while (need_resched());
3071 }
3072
3073 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3074
3075 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3076                           void *key)
3077 {
3078         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3079 }
3080 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3081
3082 /*
3083  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3084  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3085  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3086  *
3087  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3088  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3089  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3090  */
3091 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3092                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3093 {
3094         wait_queue_t *curr, *next;
3095
3096         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3097                 unsigned flags = curr->flags;
3098
3099                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3100                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3101                         break;
3102         }
3103 }
3104
3105 /**
3106  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3107  * @q: the waitqueue
3108  * @mode: which threads
3109  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3110  * @key: is directly passed to the wakeup function
3111  *
3112  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3113  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3114  */
3115 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3116                         int nr_exclusive, void *key)
3117 {
3118         unsigned long flags;
3119
3120         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3121         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3122         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3125
3126 /*
3127  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3128  */
3129 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3130 {
3131         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3134
3135 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3136 {
3137         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3138 }
3139 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3140
3141 /**
3142  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3143  * @q: the waitqueue
3144  * @mode: which threads
3145  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3146  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3147  *
3148  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3149  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3150  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3151  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3152  *
3153  * On UP it can prevent extra preemption.
3154  *
3155  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3156  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3157  */
3158 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3159                         int nr_exclusive, void *key)
3160 {
3161         unsigned long flags;
3162         int wake_flags = WF_SYNC;
3163
3164         if (unlikely(!q))
3165                 return;
3166
3167         if (unlikely(!nr_exclusive))
3168                 wake_flags = 0;
3169
3170         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3171         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3172         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3175
3176 /*
3177  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3178  */
3179 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3180 {
3181         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3184
3185 /**
3186  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3187  * @x:  holds the state of this particular completion
3188  *
3189  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3190  * awakened in the same order in which they were queued.
3191  *
3192  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3193  *
3194  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3195  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3196  */
3197 void complete(struct completion *x)
3198 {
3199         unsigned long flags;
3200
3201         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3202         x->done++;
3203         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3204         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL(complete);
3207
3208 /**
3209  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3210  * @x:  holds the state of this particular completion
3211  *
3212  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3213  *
3214  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3215  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3216  */
3217 void complete_all(struct completion *x)
3218 {
3219         unsigned long flags;
3220
3221         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3222         x->done += UINT_MAX/2;
3223         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3224         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3225 }
3226 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3227
3228 static inline long __sched
3229 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3230 {
3231         if (!x->done) {
3232                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3233
3234                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3235                 do {
3236                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3237                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3238                                 break;
3239                         }
3240                         __set_current_state(state);
3241                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3242                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3243                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3244                 } while (!x->done && timeout);
3245                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3246                 if (!x->done)
3247                         return timeout;
3248         }
3249         x->done--;
3250         return timeout ?: 1;
3251 }
3252
3253 static long __sched
3254 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3255 {
3256         might_sleep();
3257
3258         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3259         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3260         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3261         return timeout;
3262 }
3263
3264 /**
3265  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3266  * @x:  holds the state of this particular completion
3267  *
3268  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3269  * interruptible and there is no timeout.
3270  *
3271  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3272  * and interrupt capability. Also see complete().
3273  */
3274 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3275 {
3276         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3279
3280 /**
3281  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3282  * @x:  holds the state of this particular completion
3283  * @timeout:  timeout value in jiffies
3284  *
3285  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3286  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3287  * interruptible.
3288  *
3289  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3290  * jiffies left till timeout) if completed.
3291  */
3292 unsigned long __sched
3293 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3294 {
3295         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3298
3299 /**
3300  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3301  * @x:  holds the state of this particular completion
3302  *
3303  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3304  * interruptible.
3305  *
3306  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3307  */
3308 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3309 {
3310         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3311         if (t == -ERESTARTSYS)
3312                 return t;
3313         return 0;
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3316
3317 /**
3318  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3319  * @x:  holds the state of this particular completion
3320  * @timeout:  timeout value in jiffies
3321  *
3322  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3323  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3324  *
3325  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3326  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3327  */
3328 long __sched
3329 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3330                                           unsigned long timeout)
3331 {
3332         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3335
3336 /**
3337  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3338  * @x:  holds the state of this particular completion
3339  *
3340  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3341  * interrupted by a kill signal.
3342  *
3343  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3344  */
3345 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3346 {
3347         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3348         if (t == -ERESTARTSYS)
3349                 return t;
3350         return 0;
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3353
3354 /**
3355  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3356  * @x:  holds the state of this particular completion
3357  * @timeout:  timeout value in jiffies
3358  *
3359  * This waits for either a completion of a specific task to be
3360  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3361  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3362  *
3363  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3364  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3365  */
3366 long __sched
3367 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3368                                      unsigned long timeout)
3369 {
3370         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3373
3374 /**
3375  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3376  *      @x:     completion structure
3377  *
3378  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3379  *               1 if a decrement succeeded.
3380  *
3381  *      If a completion is being used as a counting completion,
3382  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3383  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3384  *      is protecting is not available.
3385  */
3386 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3387 {
3388         unsigned long flags;
3389         int ret = 1;
3390
3391         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3392         if (!x->done)
3393                 ret = 0;
3394         else
3395                 x->done--;
3396         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3397         return ret;
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3400
3401 /**
3402  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3403  *      @x:     completion structure
3404  *
3405  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3406  *               1 if there are no waiters.
3407  *
3408  */
3409 bool completion_done(struct completion *x)
3410 {
3411         unsigned long flags;
3412         int ret = 1;
3413
3414         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3415         if (!x->done)
3416                 ret = 0;
3417         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3418         return ret;
3419 }
3420 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3421
3422 static long __sched
3423 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3424 {
3425         unsigned long flags;
3426         wait_queue_t wait;
3427
3428         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3429
3430         __set_current_state(state);
3431
3432         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3433         __add_wait_queue(q, &wait);
3434         spin_unlock(&q->lock);
3435         timeout = schedule_timeout(timeout);
3436         spin_lock_irq(&q->lock);
3437         __remove_wait_queue(q, &wait);
3438         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3439
3440         return timeout;
3441 }
3442
3443 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3444 {
3445         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3448
3449 long __sched
3450 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3451 {
3452         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3453 }
3454 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3455
3456 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3457 {
3458         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3461
3462 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3463 {
3464         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3467
3468 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3469
3470 /*
3471  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3472  * @p: task
3473  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3474  *
3475  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3476  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3477  *
3478  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3479  */
3480 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3481 {
3482         int oldprio, on_rq, running;
3483         struct rq *rq;
3484         const struct sched_class *prev_class;
3485
3486         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3487
3488         rq = __task_rq_lock(p);
3489
3490         /*
3491          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3492          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3493          *
3494          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3495          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3496          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3497          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3498          * with interrupts disabled and will complete the lock
3499          * protected section without being interrupted. So there is no
3500          * real need to boost.
3501          */
3502         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3503                 WARN_ON(p != rq->curr);
3504                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3505                 goto out_unlock;
3506         }
3507
3508         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3509         oldprio = p->prio;
3510         prev_class = p->sched_class;
3511         on_rq = p->on_rq;
3512         running = task_current(rq, p);
3513         if (on_rq)
3514                 dequeue_task(rq, p, 0);
3515         if (running)
3516                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3517
3518         if (rt_prio(prio))
3519                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3520         else
3521                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3522
3523         p->prio = prio;
3524
3525         if (running)
3526                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3527         if (on_rq)
3528                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3529
3530         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3531 out_unlock:
3532         __task_rq_unlock(rq);
3533 }
3534 #endif
3535 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3536 {
3537         int old_prio, delta, on_rq;
3538         unsigned long flags;
3539         struct rq *rq;
3540
3541         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3542                 return;
3543         /*
3544          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3545          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3546          */
3547         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3548         /*
3549          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3550          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3551          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3552          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3553          */
3554         if (task_has_rt_policy(p)) {
3555                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3556                 goto out_unlock;
3557         }
3558         on_rq = p->on_rq;
3559         if (on_rq)
3560                 dequeue_task(rq, p, 0);
3561
3562         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3563         set_load_weight(p);
3564         old_prio = p->prio;
3565         p->prio = effective_prio(p);
3566         delta = p->prio - old_prio;
3567
3568         if (on_rq) {
3569                 enqueue_task(rq, p, 0);
3570                 /*
3571                  * If the task increased its priority or is running and
3572                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3573                  */
3574                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3575                         resched_task(rq->curr);
3576         }
3577 out_unlock:
3578         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3581
3582 /*
3583  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3584  * @p: task
3585  * @nice: nice value
3586  */
3587 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3588 {
3589         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3590         int nice_rlim = 20 - nice;
3591
3592         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3593                 capable(CAP_SYS_NICE));
3594 }
3595
3596 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3597
3598 /*
3599  * sys_nice - change the priority of the current process.
3600  * @increment: priority increment
3601  *
3602  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3603  * does similar things.
3604  */
3605 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3606 {
3607         long nice, retval;
3608
3609         /*
3610          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3611          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3612          * and we have a single winner.
3613          */
3614         if (increment < -40)
3615                 increment = -40;
3616         if (increment > 40)
3617                 increment = 40;
3618
3619         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3620         if (nice < -20)
3621                 nice = -20;
3622         if (nice > 19)
3623                 nice = 19;
3624
3625         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3626                 return -EPERM;
3627
3628         retval = security_task_setnice(current, nice);
3629         if (retval)
3630                 return retval;
3631
3632         set_user_nice(current, nice);
3633         return 0;
3634 }
3635
3636 #endif
3637
3638 /**
3639  * task_prio - return the priority value of a given task.
3640  * @p: the task in question.
3641  *
3642  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3643  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3644  * around 0, value goes from -16 to +15.
3645  */
3646 int task_prio(const struct task_struct *p)
3647 {
3648         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3649 }
3650
3651 /**
3652  * task_nice - return the nice value of a given task.
3653  * @p: the task in question.
3654  */
3655 int task_nice(const struct task_struct *p)
3656 {
3657         return TASK_NICE(p);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3660
3661 /**
3662  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3663  * @cpu: the processor in question.
3664  */
3665 int idle_cpu(int cpu)
3666 {
3667         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3668
3669         if (rq->curr != rq->idle)
3670                 return 0;
3671
3672         if (rq->nr_running)
3673                 return 0;
3674
3675 #ifdef CONFIG_SMP
3676         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3677                 return 0;
3678 #endif
3679
3680         return 1;
3681 }
3682
3683 /**
3684  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3685  * @cpu: the processor in question.
3686  */
3687 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3688 {
3689         return cpu_rq(cpu)->idle;
3690 }
3691
3692 /**
3693  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3694  * @pid: the pid in question.
3695  */
3696 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3697 {
3698         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3699 }
3700
3701 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3702 static void
3703 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3704 {
3705         p->policy = policy;
3706         p->rt_priority = prio;
3707         p->normal_prio = normal_prio(p);
3708         /* we are holding p->pi_lock already */
3709         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3710         if (rt_prio(p->prio))
3711                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3712         else
3713                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3714         set_load_weight(p);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * check the target process has a UID that matches the current process's
3719  */
3720 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3721 {
3722         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3723         bool match;
3724
3725         rcu_read_lock();
3726         pcred = __task_cred(p);
3727         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3728                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3729         rcu_read_unlock();
3730         return match;
3731 }
3732
3733 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3734                                 const struct sched_param *param, bool user)
3735 {
3736         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3737         unsigned long flags;
3738         const struct sched_class *prev_class;
3739         struct rq *rq;
3740         int reset_on_fork;
3741
3742         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3743         BUG_ON(in_interrupt());
3744 recheck:
3745         /* double check policy once rq lock held */
3746         if (policy < 0) {
3747                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3748                 policy = oldpolicy = p->policy;
3749         } else {
3750                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3751                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3752
3753                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3754                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3755                                 policy != SCHED_IDLE)
3756                         return -EINVAL;
3757         }
3758
3759         /*
3760          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3761          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3762          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3763          */
3764         if (param->sched_priority < 0 ||
3765             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3766             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3767                 return -EINVAL;
3768         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3769                 return -EINVAL;
3770
3771         /*
3772          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3773          */
3774         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3775                 if (rt_policy(policy)) {
3776                         unsigned long rlim_rtprio =
3777                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3778
3779                         /* can't set/change the rt policy */
3780                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3781                                 return -EPERM;
3782
3783                         /* can't increase priority */
3784                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3785                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3786                                 return -EPERM;
3787                 }
3788
3789                 /*
3790                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3791                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3792                  */
3793                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3794                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3795                                 return -EPERM;
3796                 }
3797
3798                 /* can't change other user's priorities */
3799                 if (!check_same_owner(p))
3800                         return -EPERM;
3801
3802                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3803                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3804                         return -EPERM;
3805         }
3806
3807         if (user) {
3808                 retval = security_task_setscheduler(p);
3809                 if (retval)
3810                         return retval;
3811         }
3812
3813         /*
3814          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3815          * changing the priority of the task:
3816          *
3817          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3818          * runqueue lock must be held.
3819          */
3820         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3821
3822         /*
3823          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3824          */
3825         if (p == rq->stop) {
3826                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3827                 return -EINVAL;
3828         }
3829
3830         /*
3831          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3832          */
3833         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3834                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3835                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3836                 return 0;
3837         }
3838
3839 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3840         if (user) {
3841                 /*
3842                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3843                  * assigned.
3844                  */
3845                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3846                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3847                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3848                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3849                         return -EPERM;
3850                 }
3851         }
3852 #endif
3853
3854         /* recheck policy now with rq lock held */
3855         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3856                 policy = oldpolicy = -1;
3857                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3858                 goto recheck;
3859         }
3860         on_rq = p->on_rq;
3861         running = task_current(rq, p);
3862         if (on_rq)
3863                 dequeue_task(rq, p, 0);
3864         if (running)
3865                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3866
3867         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3868
3869         oldprio = p->prio;
3870         prev_class = p->sched_class;
3871         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3872
3873         if (running)
3874                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3875         if (on_rq)
3876                 enqueue_task(rq, p, 0);
3877
3878         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3879         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3880
3881         rt_mutex_adjust_pi(p);
3882
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 /**
3887  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3888  * @p: the task in question.
3889  * @policy: new policy.
3890  * @param: structure containing the new RT priority.
3891  *
3892  * NOTE that the task may be already dead.
3893  */
3894 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3895                        const struct sched_param *param)
3896 {
3897         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3898 }
3899 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3900
3901 /**
3902  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3903  * @p: the task in question.
3904  * @policy: new policy.
3905  * @param: structure containing the new RT priority.
3906  *
3907  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3908  * current context has permission.  For example, this is needed in
3909  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3910  * but our caller might not have that capability.
3911  */
3912 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3913                                const struct sched_param *param)
3914 {
3915         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3916 }
3917
3918 static int
3919 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3920 {
3921         struct sched_param lparam;
3922         struct task_struct *p;
3923         int retval;
3924
3925         if (!param || pid < 0)
3926                 return -EINVAL;
3927         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3928                 return -EFAULT;
3929
3930         rcu_read_lock();
3931         retval = -ESRCH;
3932         p = find_process_by_pid(pid);
3933         if (p != NULL)
3934                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3935         rcu_read_unlock();
3936
3937         return retval;
3938 }
3939
3940 /**
3941  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3942  * @pid: the pid in question.
3943  * @policy: new policy.
3944  * @param: structure containing the new RT priority.
3945  */
3946 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3947                 struct sched_param __user *, param)
3948 {
3949         /* negative values for policy are not valid */
3950         if (policy < 0)
3951                 return -EINVAL;
3952
3953         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
3954 }
3955
3956 /**
3957  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
3958  * @pid: the pid in question.
3959  * @param: structure containing the new RT priority.
3960  */
3961 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3962 {
3963         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
3964 }
3965
3966 /**
3967  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
3968  * @pid: the pid in question.
3969  */
3970 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
3971 {
3972         struct task_struct *p;
3973         int retval;
3974
3975         if (pid < 0)
3976                 return -EINVAL;
3977
3978         retval = -ESRCH;
3979         rcu_read_lock();
3980         p = find_process_by_pid(pid);
3981         if (p) {
3982                 retval = security_task_getscheduler(p);
3983                 if (!retval)
3984                         retval = p->policy
3985                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
3986         }
3987         rcu_read_unlock();
3988         return retval;
3989 }
3990
3991 /**
3992  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
3993  * @pid: the pid in question.
3994  * @param: structure containing the RT priority.
3995  */
3996 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3997 {
3998         struct sched_param lp;
3999         struct task_struct *p;
4000         int retval;
4001
4002         if (!param || pid < 0)
4003                 return -EINVAL;
4004
4005         rcu_read_lock();
4006         p = find_process_by_pid(pid);
4007         retval = -ESRCH;
4008         if (!p)
4009                 goto out_unlock;
4010
4011         retval = security_task_getscheduler(p);
4012         if (retval)
4013                 goto out_unlock;
4014
4015         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4016         rcu_read_unlock();
4017
4018         /*
4019          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4020          */
4021         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4022
4023         return retval;
4024
4025 out_unlock:
4026         rcu_read_unlock();
4027         return retval;
4028 }
4029
4030 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4031 {
4032         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4033         struct task_struct *p;
4034         int retval;
4035
4036         get_online_cpus();
4037         rcu_read_lock();
4038
4039         p = find_process_by_pid(pid);
4040         if (!p) {
4041                 rcu_read_unlock();
4042                 put_online_cpus();
4043                 return -ESRCH;
4044         }
4045
4046         /* Prevent p going away */
4047         get_task_struct(p);
4048         rcu_read_unlock();
4049
4050         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4051                 retval = -ENOMEM;
4052                 goto out_put_task;
4053         }
4054         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4055                 retval = -ENOMEM;
4056                 goto out_free_cpus_allowed;
4057         }
4058         retval = -EPERM;
4059         if (!check_same_owner(p) && !ns_capable(task_user_ns(p), CAP_SYS_NICE))
4060                 goto out_unlock;
4061
4062         retval = security_task_setscheduler(p);
4063         if (retval)
4064                 goto out_unlock;
4065
4066         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4067         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4068 again:
4069         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4070
4071         if (!retval) {
4072                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4073                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4074                         /*
4075                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4076                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4077                          * cpuset's cpus_allowed
4078                          */
4079                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4080                         goto again;
4081                 }
4082         }
4083 out_unlock:
4084         free_cpumask_var(new_mask);
4085 out_free_cpus_allowed:
4086         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4087 out_put_task:
4088         put_task_struct(p);
4089         put_online_cpus();
4090         return retval;
4091 }
4092
4093 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4094                              struct cpumask *new_mask)
4095 {
4096         if (len < cpumask_size())
4097                 cpumask_clear(new_mask);
4098         else if (len > cpumask_size())
4099                 len = cpumask_size();
4100
4101         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4102 }
4103
4104 /**
4105  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4106  * @pid: pid of the process
4107  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4108  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4109  */
4110 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4111                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4112 {
4113         cpumask_var_t new_mask;
4114         int retval;
4115
4116         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4117                 return -ENOMEM;
4118
4119         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4120         if (retval == 0)
4121                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4122         free_cpumask_var(new_mask);
4123         return retval;
4124 }
4125
4126 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4127 {
4128         struct task_struct *p;
4129         unsigned long flags;
4130         int retval;
4131
4132         get_online_cpus();
4133         rcu_read_lock();
4134
4135         retval = -ESRCH;
4136         p = find_process_by_pid(pid);
4137         if (!p)
4138                 goto out_unlock;
4139
4140         retval = security_task_getscheduler(p);
4141         if (retval)
4142                 goto out_unlock;
4143
4144         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4145         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4146         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4147
4148 out_unlock:
4149         rcu_read_unlock();
4150         put_online_cpus();
4151
4152         return retval;
4153 }
4154
4155 /**
4156  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4157  * @pid: pid of the process
4158  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4159  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4160  */
4161 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4162                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4163 {
4164         int ret;
4165         cpumask_var_t mask;
4166
4167         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4168                 return -EINVAL;
4169         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4170                 return -EINVAL;
4171
4172         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4173                 return -ENOMEM;
4174
4175         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4176         if (ret == 0) {
4177                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4178
4179                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4180                         ret = -EFAULT;
4181                 else
4182                         ret = retlen;
4183         }
4184         free_cpumask_var(mask);
4185
4186         return ret;
4187 }
4188
4189 /**
4190  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4191  *
4192  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4193  * other threads running on this CPU then this function will return.
4194  */
4195 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4196 {
4197         struct rq *rq = this_rq_lock();
4198
4199         schedstat_inc(rq, yld_count);
4200         current->sched_class->yield_task(rq);
4201
4202         /*
4203          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4204          * no need to preempt or enable interrupts:
4205          */
4206         __release(rq->lock);
4207         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4208         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4209         sched_preempt_enable_no_resched();
4210
4211         schedule();
4212
4213         return 0;
4214 }
4215
4216 static inline int should_resched(void)
4217 {
4218         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4219 }
4220
4221 static void __cond_resched(void)
4222 {
4223         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4224         __schedule();
4225         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4226 }
4227
4228 int __sched _cond_resched(void)
4229 {
4230         if (should_resched()) {
4231                 __cond_resched();
4232                 return 1;
4233         }
4234         return 0;
4235 }
4236 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4237
4238 /*
4239  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4240  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4241  *
4242  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4243  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4244  * spin_unlock(), once by hand).
4245  */
4246 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4247 {
4248         int resched = should_resched();
4249         int ret = 0;
4250
4251         lockdep_assert_held(lock);
4252
4253         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4254                 spin_unlock(lock);
4255                 if (resched)
4256                         __cond_resched();
4257                 else
4258                         cpu_relax();
4259                 ret = 1;
4260                 spin_lock(lock);
4261         }
4262         return ret;
4263 }
4264 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4265
4266 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4267 {
4268         BUG_ON(!in_softirq());
4269
4270         if (should_resched()) {
4271                 local_bh_enable();
4272                 __cond_resched();
4273                 local_bh_disable();
4274                 return 1;
4275         }
4276         return 0;
4277 }
4278 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4279
4280 /**
4281  * yield - yield the current processor to other threads.
4282  *
4283  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4284  *
4285  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4286  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4287  * it, its already broken.
4288  *
4289  * Typical broken usage is:
4290  *
4291  * while (!event)
4292  *      yield();
4293  *
4294  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4295  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4296  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4297  *
4298  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4299  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4300  * If you still want to use yield(), do not!
4301  */
4302 void __sched yield(void)
4303 {
4304         set_current_state(TASK_RUNNING);
4305         sys_sched_yield();
4306 }
4307 EXPORT_SYMBOL(yield);
4308
4309 /**
4310  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4311  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4312  * processor it's on.
4313  * @p: target task
4314  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4315  *
4316  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4317  * can't go away on us before we can do any checks.
4318  *
4319  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4320  */
4321 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4322 {
4323         struct task_struct *curr = current;
4324         struct rq *rq, *p_rq;
4325         unsigned long flags;
4326         bool yielded = 0;
4327
4328         local_irq_save(flags);
4329         rq = this_rq();
4330
4331 again:
4332         p_rq = task_rq(p);
4333         double_rq_lock(rq, p_rq);
4334         while (task_rq(p) != p_rq) {
4335                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4336                 goto again;
4337         }
4338
4339         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4340                 goto out;
4341
4342         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4343                 goto out;
4344
4345         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4346                 goto out;
4347
4348         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4349         if (yielded) {
4350                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4351                 /*
4352                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4353                  * fairness.
4354                  */
4355                 if (preempt && rq != p_rq)
4356                         resched_task(p_rq->curr);
4357         }
4358
4359 out:
4360         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4361         local_irq_restore(flags);
4362
4363         if (yielded)
4364                 schedule();
4365
4366         return yielded;
4367 }
4368 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4369
4370 /*
4371  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4372  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4373  */
4374 void __sched io_schedule(void)
4375 {
4376         struct rq *rq = raw_rq();
4377
4378         delayacct_blkio_start();
4379         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4380         blk_flush_plug(current);
4381         current->in_iowait = 1;
4382         schedule();
4383         current->in_iowait = 0;
4384         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4385         delayacct_blkio_end();
4386 }
4387 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4388
4389 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4390 {
4391         struct rq *rq = raw_rq();
4392         long ret;
4393
4394         delayacct_blkio_start();
4395         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4396         blk_flush_plug(current);
4397         current->in_iowait = 1;
4398         ret = schedule_timeout(timeout);
4399         current->in_iowait = 0;
4400         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4401         delayacct_blkio_end();
4402         return ret;
4403 }
4404
4405 /**
4406  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4407  * @policy: scheduling class.
4408  *
4409  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4410  * by a given scheduling class.
4411  */
4412 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4413 {
4414         int ret = -EINVAL;
4415
4416         switch (policy) {
4417         case SCHED_FIFO:
4418         case SCHED_RR:
4419                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4420                 break;
4421         case SCHED_NORMAL:
4422         case SCHED_BATCH:
4423         case SCHED_IDLE:
4424                 ret = 0;
4425                 break;
4426         }
4427         return ret;
4428 }
4429
4430 /**
4431  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4432  * @policy: scheduling class.
4433  *
4434  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4435  * by a given scheduling class.
4436  */
4437 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4438 {
4439         int ret = -EINVAL;
4440
4441         switch (policy) {
4442         case SCHED_FIFO:
4443         case SCHED_RR:
4444                 ret = 1;
4445                 break;
4446         case SCHED_NORMAL:
4447         case SCHED_BATCH:
4448         case SCHED_IDLE:
4449                 ret = 0;
4450         }
4451         return ret;
4452 }
4453
4454 /**
4455  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4456  * @pid: pid of the process.
4457  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4458  *
4459  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4460  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4461  */
4462 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4463                 struct timespec __user *, interval)
4464 {
4465         struct task_struct *p;
4466         unsigned int time_slice;
4467         unsigned long flags;
4468         struct rq *rq;
4469         int retval;
4470         struct timespec t;
4471
4472         if (pid < 0)
4473                 return -EINVAL;
4474
4475         retval = -ESRCH;
4476         rcu_read_lock();
4477         p = find_process_by_pid(pid);
4478         if (!p)
4479                 goto out_unlock;
4480
4481         retval = security_task_getscheduler(p);
4482         if (retval)
4483                 goto out_unlock;
4484
4485         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4486         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4487         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4488
4489         rcu_read_unlock();
4490         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4491         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4492         return retval;
4493
4494 out_unlock:
4495         rcu_read_unlock();
4496         return retval;
4497 }
4498
4499 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4500
4501 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4502 {
4503         unsigned long free = 0;
4504         int ppid;
4505         unsigned state;
4506
4507         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4508         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4509                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4510 #if BITS_PER_LONG == 32
4511         if (state == TASK_RUNNING)
4512                 printk(KERN_CONT " running  ");
4513         else
4514                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4515 #else
4516         if (state == TASK_RUNNING)
4517                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4518         else
4519                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4520 #endif
4521 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4522         free = stack_not_used(p);
4523 #endif
4524         rcu_read_lock();
4525         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4526         rcu_read_unlock();
4527         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4528                 task_pid_nr(p), ppid,
4529                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4530
4531         show_stack(p, NULL);
4532 }
4533
4534 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4535 {
4536         struct task_struct *g, *p;
4537
4538 #if BITS_PER_LONG == 32
4539         printk(KERN_INFO
4540                 "  task                PC stack   pid father\n");
4541 #else
4542         printk(KERN_INFO
4543                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4544 #endif
4545         rcu_read_lock();
4546         do_each_thread(g, p) {
4547                 /*
4548                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4549                  * console might take a lot of time:
4550                  */
4551                 touch_nmi_watchdog();
4552                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4553                         sched_show_task(p);
4554         } while_each_thread(g, p);
4555
4556         touch_all_softlockup_watchdogs();
4557
4558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4559         sysrq_sched_debug_show();
4560 #endif
4561         rcu_read_unlock();
4562         /*
4563          * Only show locks if all tasks are dumped:
4564          */
4565         if (!state_filter)
4566                 debug_show_all_locks();
4567 }
4568
4569 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4570 {
4571         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4572 }
4573
4574 /**
4575  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4576  * @idle: task in question
4577  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4578  *
4579  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4580  * flag, to make booting more robust.
4581  */
4582 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4583 {
4584         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4585         unsigned long flags;
4586
4587         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4588
4589         __sched_fork(idle);
4590         idle->state = TASK_RUNNING;
4591         idle->se.exec_start = sched_clock();
4592
4593         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4594         /*
4595          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4596          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4597          * lockdep check in task_group() will fail.
4598          *
4599          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4600          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4601          *
4602          * Silence PROVE_RCU
4603          */
4604         rcu_read_lock();
4605         __set_task_cpu(idle, cpu);
4606         rcu_read_unlock();
4607
4608         rq->curr = rq->idle = idle;
4609 #if defined(CONFIG_SMP)
4610         idle->on_cpu = 1;
4611 #endif
4612         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4613
4614         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4615         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4616
4617         /*
4618          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4619          */
4620         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4621         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4622 #if defined(CONFIG_SMP)
4623         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4624 #endif
4625 }
4626
4627 #ifdef CONFIG_SMP
4628 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4629 {
4630         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4631                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4632
4633         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4634         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4635 }
4636
4637 /*
4638  * This is how migration works:
4639  *
4640  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4641  *    stop_one_cpu().
4642  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4643  *    off the CPU)
4644  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4645  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4646  *    it and puts it into the right queue.
4647  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4648  *    is done.
4649  */
4650
4651 /*
4652  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4653  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4654  * is removed from the allowed bitmask.
4655  *
4656  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4657  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4658  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4659  */
4660 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4661 {
4662         unsigned long flags;
4663         struct rq *rq;
4664         unsigned int dest_cpu;
4665         int ret = 0;
4666
4667         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4668
4669         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4670                 goto out;
4671
4672         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4673                 ret = -EINVAL;
4674                 goto out;
4675         }
4676
4677         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4678                 ret = -EINVAL;
4679                 goto out;
4680         }
4681
4682         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4683
4684         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4685         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4686                 goto out;
4687
4688         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4689         if (p->on_rq) {
4690                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4691                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4692                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4693                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4694                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4695                 return 0;
4696         }
4697 out:
4698         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4699
4700         return ret;
4701 }
4702 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4703
4704 /*
4705  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4706  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4707  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4708  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4709  *
4710  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4711  * as the task is no longer on this CPU.
4712  *
4713  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4714  */
4715 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4716 {
4717         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4718         int ret = 0;
4719
4720         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4721                 return ret;
4722
4723         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4724         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4725
4726         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4727         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4728         /* Already moved. */
4729         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4730                 goto done;
4731         /* Affinity changed (again). */
4732         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4733                 goto fail;
4734
4735         /*
4736          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4737          * placed properly.
4738          */
4739         if (p->on_rq) {
4740                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4741                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4742                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4743                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4744         }
4745 done:
4746         ret = 1;
4747 fail:
4748         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4749         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4750         return ret;
4751 }
4752
4753 /*
4754  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4755  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4756  * 'pushing' onto another runqueue.
4757  */
4758 static int migration_cpu_stop(void *data)
4759 {
4760         struct migration_arg *arg = data;
4761
4762         /*
4763          * The original target cpu might have gone down and we might
4764          * be on another cpu but it doesn't matter.
4765          */
4766         local_irq_disable();
4767         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4768         local_irq_enable();
4769         return 0;
4770 }
4771
4772 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4773
4774 /*
4775  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4776  * offline.
4777  */
4778 void idle_task_exit(void)
4779 {
4780         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4781
4782         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4783
4784         if (mm != &init_mm)
4785                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4786         mmdrop(mm);
4787 }
4788
4789 /*
4790  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4791  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4792  * nr_active count is stable.
4793  *
4794  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4795  */
4796 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4797 {
4798         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4799         if (delta)
4800                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4805  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4806  *
4807  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4808  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4809  * because of lock validation efforts.
4810  */
4811 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4812 {
4813         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4814         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4815         int dest_cpu;
4816
4817         /*
4818          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4819          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4820          *
4821          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4822          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4823          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4824          * done here.
4825          */
4826         rq->stop = NULL;
4827
4828         for ( ; ; ) {
4829                 /*
4830                  * There's this thread running, bail when that's the only
4831                  * remaining thread.
4832                  */
4833                 if (rq->nr_running == 1)
4834                         break;
4835
4836                 next = pick_next_task(rq);
4837                 BUG_ON(!next);
4838                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4839
4840                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4841                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4842                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4843
4844                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4845
4846                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4847         }
4848
4849         rq->stop = stop;
4850 }
4851
4852 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4853
4854 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4855
4856 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4857         {
4858                 .procname       = "sched_domain",
4859                 .mode           = 0555,
4860         },
4861         {}
4862 };
4863
4864 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4865         {
4866                 .procname       = "kernel",
4867                 .mode           = 0555,
4868                 .child          = sd_ctl_dir,
4869         },
4870         {}
4871 };
4872
4873 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4874 {
4875         struct ctl_table *entry =
4876                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4877
4878         return entry;
4879 }
4880
4881 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4882 {
4883         struct ctl_table *entry;
4884
4885         /*
4886          * In the intermediate directories, both the child directory and
4887          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4888          * will always be set. In the lowest directory the names are
4889          * static strings and all have proc handlers.
4890          */
4891         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4892                 if (entry->child)
4893                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4894                 if (entry->proc_handler == NULL)
4895                         kfree(entry->procname);
4896         }
4897
4898         kfree(*tablep);
4899         *tablep = NULL;
4900 }
4901
4902 static int min_load_idx = 0;
4903 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX;
4904
4905 static void
4906 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4907                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4908                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4909                 bool load_idx)
4910 {
4911         entry->procname = procname;
4912         entry->data = data;
4913         entry->maxlen = maxlen;
4914         entry->mode = mode;
4915         entry->proc_handler = proc_handler;
4916
4917         if (load_idx) {
4918                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4919                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4920         }
4921 }
4922
4923 static struct ctl_table *
4924 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4925 {
4926         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
4927
4928         if (table == NULL)
4929                 return NULL;
4930
4931         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
4932                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4933         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
4934                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4935         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
4936                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4937         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
4938                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4939         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
4940                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4941         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
4942                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4943         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
4944                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4945         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
4946                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4947         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
4948                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4949         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
4950                 &sd->cache_nice_tries,
4951                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4952         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
4953                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4954         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
4955                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
4956         /* &table[12] is terminator */
4957
4958         return table;
4959 }
4960
4961 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
4962 {
4963         struct ctl_table *entry, *table;
4964         struct sched_domain *sd;
4965         int domain_num = 0, i;
4966         char buf[32];
4967
4968         for_each_domain(cpu, sd)
4969                 domain_num++;
4970         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
4971         if (table == NULL)
4972                 return NULL;
4973
4974         i = 0;
4975         for_each_domain(cpu, sd) {
4976                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
4977                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
4978                 entry->mode = 0555;
4979                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
4980                 entry++;
4981                 i++;
4982         }
4983         return table;
4984 }
4985
4986 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
4987 static void register_sched_domain_sysctl(void)
4988 {
4989         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
4990         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
4991         char buf[32];
4992
4993         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
4994         sd_ctl_dir[0].child = entry;
4995
4996         if (entry == NULL)
4997                 return;
4998
4999         for_each_possible_cpu(i) {
5000                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5001                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5002                 entry->mode = 0555;
5003                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5004                 entry++;
5005         }
5006
5007         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5008         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5009 }
5010
5011 /* may be called multiple times per register */
5012 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5013 {
5014         if (sd_sysctl_header)
5015                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5016         sd_sysctl_header = NULL;
5017         if (sd_ctl_dir[0].child)
5018                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5019 }
5020 #else
5021 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5022 {
5023 }
5024 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5025 {
5026 }
5027 #endif
5028
5029 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5030 {
5031         if (!rq->online) {
5032                 const struct sched_class *class;
5033
5034                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5035                 rq->online = 1;
5036
5037                 for_each_class(class) {
5038                         if (class->rq_online)
5039                                 class->rq_online(rq);
5040                 }
5041         }
5042 }
5043
5044 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5045 {
5046         if (rq->online) {
5047                 const struct sched_class *class;
5048
5049                 for_each_class(class) {
5050                         if (class->rq_offline)
5051                                 class->rq_offline(rq);
5052                 }
5053
5054                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5055                 rq->online = 0;
5056         }
5057 }
5058
5059 /*
5060  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5061  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5062  */
5063 static int __cpuinit
5064 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5065 {
5066         int cpu = (long)hcpu;
5067         unsigned long flags;
5068         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5069
5070         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5071
5072         case CPU_UP_PREPARE:
5073                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5074                 break;
5075
5076         case CPU_ONLINE:
5077                 /* Update our root-domain */
5078                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5079                 if (rq->rd) {
5080                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5081
5082                         set_rq_online(rq);
5083                 }
5084                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5085                 break;
5086
5087 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5088         case CPU_DYING:
5089                 sched_ttwu_pending();
5090                 /* Update our root-domain */
5091                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5092                 if (rq->rd) {
5093                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5094                         set_rq_offline(rq);
5095                 }
5096                 migrate_tasks(cpu);
5097                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5098                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5099                 break;
5100
5101         case CPU_DEAD:
5102                 calc_load_migrate(rq);
5103                 break;
5104 #endif
5105         }
5106
5107         update_max_interval();
5108
5109         return NOTIFY_OK;
5110 }
5111
5112 /*
5113  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5114  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5115  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5116  */
5117 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5118         .notifier_call = migration_call,
5119         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5120 };
5121
5122 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5123                                       unsigned long action, void *hcpu)
5124 {
5125         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5126         case CPU_STARTING:
5127         case CPU_DOWN_FAILED:
5128                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5129                 return NOTIFY_OK;
5130         default:
5131                 return NOTIFY_DONE;
5132         }
5133 }
5134
5135 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5136                                         unsigned long action, void *hcpu)
5137 {
5138         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5139         case CPU_DOWN_PREPARE:
5140                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5141                 return NOTIFY_OK;
5142         default:
5143                 return NOTIFY_DONE;
5144         }
5145 }
5146
5147 static int __init migration_init(void)
5148 {
5149         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5150         int err;
5151
5152         /* Initialize migration for the boot CPU */
5153         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5154         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5155         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5156         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5157
5158         /* Register cpu active notifiers */
5159         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5160         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5161
5162         return 0;
5163 }
5164 early_initcall(migration_init);
5165 #endif
5166
5167 #ifdef CONFIG_SMP
5168
5169 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5170
5171 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5172
5173 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5174
5175 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5176 {
5177         sched_debug_enabled = 1;
5178
5179         return 0;
5180 }
5181 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5182
5183 static inline bool sched_debug(void)
5184 {
5185         return sched_debug_enabled;
5186 }
5187
5188 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5189                                   struct cpumask *groupmask)
5190 {
5191         struct sched_group *group = sd->groups;
5192         char str[256];
5193
5194         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5195         cpumask_clear(groupmask);
5196
5197         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5198
5199         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5200                 printk("does not load-balance\n");
5201                 if (sd->parent)
5202                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5203                                         " has parent");
5204                 return -1;
5205         }
5206
5207         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5208
5209         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5210                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5211                                 "CPU%d\n", cpu);
5212         }
5213         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5214                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5215                                 " CPU%d\n", cpu);
5216         }
5217
5218         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5219         do {
5220                 if (!group) {
5221                         printk("\n");
5222                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5223                         break;
5224                 }
5225
5226                 /*
5227                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5228                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5229                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5230                  */
5231                 if (!group->sgp->power_orig) {
5232                         printk(KERN_CONT "\n");
5233                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5234                                         "set\n");
5235                         break;
5236                 }
5237
5238                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5239                         printk(KERN_CONT "\n");
5240                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5241                         break;
5242                 }
5243
5244                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5245                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5246                         printk(KERN_CONT "\n");
5247                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5248                         break;
5249                 }
5250
5251                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5252
5253                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5254
5255                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5256                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5257                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5258                                 group->sgp->power);
5259                 }
5260
5261                 group = group->next;
5262         } while (group != sd->groups);
5263         printk(KERN_CONT "\n");
5264
5265         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5266                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5267
5268         if (sd->parent &&
5269             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5270                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5271                         "of domain->span\n");
5272         return 0;
5273 }
5274
5275 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5276 {
5277         int level = 0;
5278
5279         if (!sched_debug_enabled)
5280                 return;
5281
5282         if (!sd) {
5283                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5284                 return;
5285         }
5286
5287         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5288
5289         for (;;) {
5290                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5291                         break;
5292                 level++;
5293                 sd = sd->parent;
5294                 if (!sd)
5295                         break;
5296         }
5297 }
5298 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5299 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5300 static inline bool sched_debug(void)
5301 {
5302         return false;
5303 }
5304 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5305
5306 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5307 {
5308         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5309                 return 1;
5310
5311         /* Following flags need at least 2 groups */
5312         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5313                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5314                          SD_BALANCE_FORK |
5315                          SD_BALANCE_EXEC |
5316                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5317                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5318                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5319                         return 0;
5320         }
5321
5322         /* Following flags don't use groups */
5323         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5324                 return 0;
5325
5326         return 1;
5327 }
5328
5329 static int
5330 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5331 {
5332         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5333
5334         if (sd_degenerate(parent))
5335                 return 1;
5336
5337         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5338                 return 0;
5339
5340         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5341         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5342                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5343                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5344                                 SD_BALANCE_FORK |
5345                                 SD_BALANCE_EXEC |
5346                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5347                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5348                 if (nr_node_ids == 1)
5349                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5350         }
5351         if (~cflags & pflags)
5352                 return 0;
5353
5354         return 1;
5355 }
5356
5357 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5358 {
5359         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5360
5361         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5362         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5363         free_cpumask_var(rd->online);
5364         free_cpumask_var(rd->span);
5365         kfree(rd);
5366 }
5367
5368 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5369 {
5370         struct root_domain *old_rd = NULL;
5371         unsigned long flags;
5372
5373         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5374
5375         if (rq->rd) {
5376                 old_rd = rq->rd;
5377
5378                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5379                         set_rq_offline(rq);
5380
5381                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5382
5383                 /*
5384                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5385                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5386                  * in this function:
5387                  */
5388                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5389                         old_rd = NULL;
5390         }
5391
5392         atomic_inc(&rd->refcount);
5393         rq->rd = rd;
5394
5395         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5396         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5397                 set_rq_online(rq);
5398
5399         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5400
5401         if (old_rd)
5402                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5403 }
5404
5405 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5406 {
5407         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5408
5409         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5410                 goto out;
5411         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5412                 goto free_span;
5413         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5414                 goto free_online;
5415
5416         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5417                 goto free_rto_mask;
5418         return 0;
5419
5420 free_rto_mask:
5421         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5422 free_online:
5423         free_cpumask_var(rd->online);
5424 free_span:
5425         free_cpumask_var(rd->span);
5426 out:
5427         return -ENOMEM;
5428 }
5429
5430 /*
5431  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5432  * members (mimicking the global state we have today).
5433  */
5434 struct root_domain def_root_domain;
5435
5436 static void init_defrootdomain(void)
5437 {
5438         init_rootdomain(&def_root_domain);
5439
5440         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5441 }
5442
5443 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5444 {
5445         struct root_domain *rd;
5446
5447         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5448         if (!rd)
5449                 return NULL;
5450
5451         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5452                 kfree(rd);
5453                 return NULL;
5454         }
5455
5456         return rd;
5457 }
5458
5459 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5460 {
5461         struct sched_group *tmp, *first;
5462
5463         if (!sg)
5464                 return;
5465
5466         first = sg;
5467         do {
5468                 tmp = sg->next;
5469
5470                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5471                         kfree(sg->sgp);
5472
5473                 kfree(sg);
5474                 sg = tmp;
5475         } while (sg != first);
5476 }
5477
5478 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5479 {
5480         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5481
5482         /*
5483          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5484          * nuke them all.
5485          */
5486         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5487                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5488         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5489                 kfree(sd->groups->sgp);
5490                 kfree(sd->groups);
5491         }
5492         kfree(sd);
5493 }
5494
5495 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5496 {
5497         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5498 }
5499
5500 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5501 {
5502         for (; sd; sd = sd->parent)
5503                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5504 }
5505
5506 /*
5507  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5508  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5509  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5510  *
5511  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5512  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5513  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5514  */
5515 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5516 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5517
5518 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5519 {
5520         struct sched_domain *sd;
5521         int id = cpu;
5522
5523         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5524         if (sd)
5525                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5526
5527         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5528         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5529 }
5530
5531 /*
5532  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5533  * hold the hotplug lock.
5534  */
5535 static void
5536 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5537 {
5538         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5539         struct sched_domain *tmp;
5540
5541         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5542         for (tmp = sd; tmp; ) {
5543                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5544                 if (!parent)
5545                         break;
5546
5547                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5548                         tmp->parent = parent->parent;
5549                         if (parent->parent)
5550                                 parent->parent->child = tmp;
5551                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5552                 } else
5553                         tmp = tmp->parent;
5554         }
5555
5556         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5557                 tmp = sd;
5558                 sd = sd->parent;
5559                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5560                 if (sd)
5561                         sd->child = NULL;
5562         }
5563
5564         sched_domain_debug(sd, cpu);
5565
5566         rq_attach_root(rq, rd);
5567         tmp = rq->sd;
5568         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5569         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5570
5571         update_top_cache_domain(cpu);
5572 }
5573
5574 /* cpus with isolated domains */
5575 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5576
5577 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5578 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5579 {
5580         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5581         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5582         return 1;
5583 }
5584
5585 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5586
5587 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5588 {
5589         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5590 }
5591
5592 struct sd_data {
5593         struct sched_domain **__percpu sd;
5594         struct sched_group **__percpu sg;
5595         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5596 };
5597
5598 struct s_data {
5599         struct sched_domain ** __percpu sd;
5600         struct root_domain      *rd;
5601 };
5602
5603 enum s_alloc {
5604         sa_rootdomain,
5605         sa_sd,
5606         sa_sd_storage,
5607         sa_none,
5608 };
5609
5610 struct sched_domain_topology_level;
5611
5612 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5613 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5614
5615 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5616
5617 struct sched_domain_topology_level {
5618         sched_domain_init_f init;
5619         sched_domain_mask_f mask;
5620         int                 flags;
5621         int                 numa_level;
5622         struct sd_data      data;
5623 };
5624
5625 /*
5626  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5627  * domain traversal.
5628  *
5629  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5630  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5631  * range.
5632  *
5633  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5634  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5635  * cpu they're built on, so check that.
5636  *
5637  */
5638 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5639 {
5640         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5641         struct sd_data *sdd = sd->private;
5642         struct sched_domain *sibling;
5643         int i;
5644
5645         for_each_cpu(i, span) {
5646                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5647                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5648                         continue;
5649
5650                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5651         }
5652 }
5653
5654 /*
5655  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5656  * of this group that's also in the iteration mask.
5657  */
5658 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5659 {
5660         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5661 }
5662
5663 static int
5664 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5665 {
5666         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5667         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5668         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5669         struct sd_data *sdd = sd->private;
5670         struct sched_domain *child;
5671         int i;
5672
5673         cpumask_clear(covered);
5674
5675         for_each_cpu(i, span) {
5676                 struct cpumask *sg_span;
5677
5678                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5679                         continue;
5680
5681                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5682
5683                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5684                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5685                         continue;
5686
5687                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5688                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5689
5690                 if (!sg)
5691                         goto fail;
5692
5693                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5694                 if (child->child) {
5695                         child = child->child;
5696                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5697                 } else
5698                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5699
5700                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5701
5702                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5703                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5704                         build_group_mask(sd, sg);
5705
5706                 /*
5707                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5708                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5709                  * die on a /0 trap.
5710                  */
5711                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5712
5713                 /*
5714                  * Make sure the first group of this domain contains the
5715                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5716                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5717                  */
5718                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5719                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5720                         groups = sg;
5721
5722                 if (!first)
5723                         first = sg;
5724                 if (last)
5725                         last->next = sg;
5726                 last = sg;
5727                 last->next = first;
5728         }
5729         sd->groups = groups;
5730
5731         return 0;
5732
5733 fail:
5734         free_sched_groups(first, 0);
5735
5736         return -ENOMEM;
5737 }
5738
5739 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5740 {
5741         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5742         struct sched_domain *child = sd->child;
5743
5744         if (child)
5745                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5746
5747         if (sg) {
5748                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5749                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5750                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5751         }
5752
5753         return cpu;
5754 }
5755
5756 /*
5757  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5758  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5759  * and ->cpu_power to 0.
5760  *
5761  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5762  */
5763 static int
5764 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5765 {
5766         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5767         struct sd_data *sdd = sd->private;
5768         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5769         struct cpumask *covered;
5770         int i;
5771
5772         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5773         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5774
5775         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5776                 return 0;
5777
5778         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5779         covered = sched_domains_tmpmask;
5780
5781         cpumask_clear(covered);
5782
5783         for_each_cpu(i, span) {
5784                 struct sched_group *sg;
5785                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5786                 int j;
5787
5788                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5789                         continue;
5790
5791                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5792                 sg->sgp->power = 0;
5793                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5794
5795                 for_each_cpu(j, span) {
5796                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5797                                 continue;
5798
5799                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5800                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5801                 }
5802
5803                 if (!first)
5804                         first = sg;
5805                 if (last)
5806                         last->next = sg;
5807                 last = sg;
5808         }
5809         last->next = first;
5810
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 /*
5815  * Initialize sched groups cpu_power.
5816  *
5817  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5818  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5819  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5820  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5821  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5822  * less cpu_power.
5823  */
5824 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5825 {
5826         struct sched_group *sg = sd->groups;
5827
5828         WARN_ON(!sd || !sg);
5829
5830         do {
5831                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5832                 sg = sg->next;
5833         } while (sg != sd->groups);
5834
5835         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5836                 return;
5837
5838         update_group_power(sd, cpu);
5839         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5840 }
5841
5842 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5843 {
5844        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5845 }
5846
5847 /*
5848  * Initializers for schedule domains
5849  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5850  */
5851
5852 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5853 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5854 #else
5855 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5856 #endif
5857
5858 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5859 static noinline struct sched_domain *                                   \
5860 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5861 {                                                                       \
5862         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5863         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5864         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5865         sd->private = &tl->data;                                        \
5866         return sd;                                                      \
5867 }
5868
5869 SD_INIT_FUNC(CPU)
5870 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5871  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5872 #endif
5873 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5874  SD_INIT_FUNC(MC)
5875 #endif
5876 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5877  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5878 #endif
5879
5880 static int default_relax_domain_level = -1;
5881 int sched_domain_level_max;
5882
5883 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5884 {
5885         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5886                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5887
5888         return 1;
5889 }
5890 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5891
5892 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5893                                  struct sched_domain_attr *attr)
5894 {
5895         int request;
5896
5897         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5898                 if (default_relax_domain_level < 0)
5899                         return;
5900                 else
5901                         request = default_relax_domain_level;
5902         } else
5903                 request = attr->relax_domain_level;
5904         if (request < sd->level) {
5905                 /* turn off idle balance on this domain */
5906                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5907         } else {
5908                 /* turn on idle balance on this domain */
5909                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5910         }
5911 }
5912
5913 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5914 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5915
5916 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5917                                  const struct cpumask *cpu_map)
5918 {
5919         switch (what) {
5920         case sa_rootdomain:
5921                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5922                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5923         case sa_sd:
5924                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5925         case sa_sd_storage:
5926                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5927         case sa_none:
5928                 break;
5929         }
5930 }
5931
5932 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
5933                                                    const struct cpumask *cpu_map)
5934 {
5935         memset(d, 0, sizeof(*d));
5936
5937         if (__sdt_alloc(cpu_map))
5938                 return sa_sd_storage;
5939         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
5940         if (!d->sd)
5941                 return sa_sd_storage;
5942         d->rd = alloc_rootdomain();
5943         if (!d->rd)
5944                 return sa_sd;
5945         return sa_rootdomain;
5946 }
5947
5948 /*
5949  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
5950  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
5951  * will not free the data we're using.
5952  */
5953 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
5954 {
5955         struct sd_data *sdd = sd->private;
5956
5957         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
5958         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
5959
5960         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
5961                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
5962
5963         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
5964                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
5965 }
5966
5967 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5968 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
5969 {
5970         return topology_thread_cpumask(cpu);
5971 }
5972 #endif
5973
5974 /*
5975  * Topology list, bottom-up.
5976  */
5977 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
5978 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5979         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
5980 #endif
5981 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5982         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
5983 #endif
5984 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5985         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
5986 #endif
5987         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
5988         { NULL, },
5989 };
5990
5991 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
5992
5993 #ifdef CONFIG_NUMA
5994
5995 static int sched_domains_numa_levels;
5996 static int *sched_domains_numa_distance;
5997 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
5998 static int sched_domains_curr_level;
5999
6000 static inline int sd_local_flags(int level)
6001 {
6002         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6003                 return 0;
6004
6005         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6006 }
6007
6008 static struct sched_domain *
6009 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6010 {
6011         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6012         int level = tl->numa_level;
6013         int sd_weight = cpumask_weight(
6014                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6015
6016         *sd = (struct sched_domain){
6017                 .min_interval           = sd_weight,
6018                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6019                 .busy_factor            = 32,
6020                 .imbalance_pct          = 125,
6021                 .cache_nice_tries       = 2,
6022                 .busy_idx               = 3,
6023                 .idle_idx               = 2,
6024                 .newidle_idx            = 0,
6025                 .wake_idx               = 0,
6026                 .forkexec_idx           = 0,
6027
6028                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6029                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6030                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6031                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6032                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6033                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6034                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6035                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6036                                         | 1*SD_SERIALIZE
6037                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6038                                         | sd_local_flags(level)
6039                                         ,
6040                 .last_balance           = jiffies,
6041                 .balance_interval       = sd_weight,
6042         };
6043         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6044         sd->private = &tl->data;
6045
6046         /*
6047          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6048          */
6049         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6050
6051         return sd;
6052 }
6053
6054 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6055 {
6056         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6057 }
6058
6059 static void sched_numa_warn(const char *str)
6060 {
6061         static int done = false;
6062         int i,j;
6063
6064         if (done)
6065                 return;
6066
6067         done = true;
6068
6069         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6070
6071         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6072                 printk(KERN_WARNING "  ");
6073                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6074                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6075                 printk(KERN_CONT "\n");
6076         }
6077         printk(KERN_WARNING "\n");
6078 }
6079
6080 static bool find_numa_distance(int distance)
6081 {
6082         int i;
6083
6084         if (distance == node_distance(0, 0))
6085                 return true;
6086
6087         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6088                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6089                         return true;
6090         }
6091
6092         return false;
6093 }
6094
6095 static void sched_init_numa(void)
6096 {
6097         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6098         struct sched_domain_topology_level *tl;
6099         int level = 0;
6100         int i, j, k;
6101
6102         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6103         if (!sched_domains_numa_distance)
6104                 return;
6105
6106         /*
6107          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6108          * unique distances in the node_distance() table.
6109          *
6110          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6111          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6112          */
6113         next_distance = curr_distance;
6114         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6115                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6116                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6117                                 int distance = node_distance(i, k);
6118
6119                                 if (distance > curr_distance &&
6120                                     (distance < next_distance ||
6121                                      next_distance == curr_distance))
6122                                         next_distance = distance;
6123
6124                                 /*
6125                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6126                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6127                                  * equally connected to A.
6128                                  */
6129                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6130                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6131
6132                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6133                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6134                         }
6135                         if (next_distance != curr_distance) {
6136                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6137                                 sched_domains_numa_levels = level;
6138                                 curr_distance = next_distance;
6139                         } else break;
6140                 }
6141
6142                 /*
6143                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6144                  */
6145                 if (!sched_debug())
6146                         break;
6147         }
6148         /*
6149          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6150          * identity distance node_distance(i,i).
6151          *
6152          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6153          * numbers.
6154          */
6155
6156         /*
6157          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6158          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6159          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6160          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6161          * in other functions.
6162          *
6163          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6164          */
6165         sched_domains_numa_levels = 0;
6166
6167         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6168         if (!sched_domains_numa_masks)
6169                 return;
6170
6171         /*
6172          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6173          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6174          */
6175         for (i = 0; i < level; i++) {
6176                 sched_domains_numa_masks[i] =
6177                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6178                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6179                         return;
6180
6181                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6182                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6183                         if (!mask)
6184                                 return;
6185
6186                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6187
6188                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6189                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6190                                         continue;
6191
6192                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6193                         }
6194                 }
6195         }
6196
6197         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6198                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6199         if (!tl)
6200                 return;
6201
6202         /*
6203          * Copy the default topology bits..
6204          */
6205         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6206                 tl[i] = default_topology[i];
6207
6208         /*
6209          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6210          */
6211         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6212                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6213                         .init = sd_numa_init,
6214                         .mask = sd_numa_mask,
6215                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6216                         .numa_level = j,
6217                 };
6218         }
6219
6220         sched_domain_topology = tl;
6221
6222         sched_domains_numa_levels = level;
6223 }
6224
6225 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6226 {
6227         int i, j;
6228         int node = cpu_to_node(cpu);
6229
6230         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6231                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6232                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6233                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6234                 }
6235         }
6236 }
6237
6238 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6239 {
6240         int i, j;
6241         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6242                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6243                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6244         }
6245 }
6246
6247 /*
6248  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6249  * are onlined.
6250  */
6251 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6252                                            unsigned long action,
6253                                            void *hcpu)
6254 {
6255         int cpu = (long)hcpu;
6256
6257         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6258         case CPU_ONLINE:
6259                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6260                 break;
6261
6262         case CPU_DEAD:
6263                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6264                 break;
6265
6266         default:
6267                 return NOTIFY_DONE;
6268         }
6269
6270         return NOTIFY_OK;
6271 }
6272 #else
6273 static inline void sched_init_numa(void)
6274 {
6275 }
6276
6277 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6278                                            unsigned long action,
6279                                            void *hcpu)
6280 {
6281         return 0;
6282 }
6283 #endif /* CONFIG_NUMA */
6284
6285 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6286 {
6287         struct sched_domain_topology_level *tl;
6288         int j;
6289
6290         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6291                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6292
6293                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6294                 if (!sdd->sd)
6295                         return -ENOMEM;
6296
6297                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6298                 if (!sdd->sg)
6299                         return -ENOMEM;
6300
6301                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6302                 if (!sdd->sgp)
6303                         return -ENOMEM;
6304
6305                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6306                         struct sched_domain *sd;
6307                         struct sched_group *sg;
6308                         struct sched_group_power *sgp;
6309
6310                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6311                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6312                         if (!sd)
6313                                 return -ENOMEM;
6314
6315                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6316
6317                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6318                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6319                         if (!sg)
6320                                 return -ENOMEM;
6321
6322                         sg->next = sg;
6323
6324                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6325
6326                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6327                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6328                         if (!sgp)
6329                                 return -ENOMEM;
6330
6331                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6332                 }
6333         }
6334
6335         return 0;
6336 }
6337
6338 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6339 {
6340         struct sched_domain_topology_level *tl;
6341         int j;
6342
6343         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6344                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6345
6346                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6347                         struct sched_domain *sd;
6348
6349                         if (sdd->sd) {
6350                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6351                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6352                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6353                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6354                         }
6355
6356                         if (sdd->sg)
6357                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6358                         if (sdd->sgp)
6359                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6360                 }
6361                 free_percpu(sdd->sd);
6362                 sdd->sd = NULL;
6363                 free_percpu(sdd->sg);
6364                 sdd->sg = NULL;
6365                 free_percpu(sdd->sgp);
6366                 sdd->sgp = NULL;
6367         }
6368 }
6369
6370 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6371                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6372                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6373                 int cpu)
6374 {
6375         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6376         if (!sd)
6377                 return child;
6378
6379         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6380         if (child) {
6381                 sd->level = child->level + 1;
6382                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6383                 child->parent = sd;
6384         }
6385         sd->child = child;
6386         set_domain_attribute(sd, attr);
6387
6388         return sd;
6389 }
6390
6391 /*
6392  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6393  * to the individual cpus
6394  */
6395 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6396                                struct sched_domain_attr *attr)
6397 {
6398         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6399         struct sched_domain *sd;
6400         struct s_data d;
6401         int i, ret = -ENOMEM;
6402
6403         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6404         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6405                 goto error;
6406
6407         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6408         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6409                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6410
6411                 sd = NULL;
6412                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6413                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6414                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6415                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6416                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6417                                 break;
6418                 }
6419
6420                 while (sd->child)
6421                         sd = sd->child;
6422
6423                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6424         }
6425
6426         /* Build the groups for the domains */
6427         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6428                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6429                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6430                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6431                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6432                                         goto error;
6433                         } else {
6434                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6435                                         goto error;
6436                         }
6437                 }
6438         }
6439
6440         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6441         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6442                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6443                         continue;
6444
6445                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6446                         claim_allocations(i, sd);
6447                         init_sched_groups_power(i, sd);
6448                 }
6449         }
6450
6451         /* Attach the domains */
6452         rcu_read_lock();
6453         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6454                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6455                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6456         }
6457         rcu_read_unlock();
6458
6459         ret = 0;
6460 error:
6461         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6462         return ret;
6463 }
6464
6465 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6466 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6467 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6468                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6469
6470 /*
6471  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6472  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6473  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6474  */
6475 static cpumask_var_t fallback_doms;
6476
6477 /*
6478  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6479  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6480  * or 0 if it stayed the same.
6481  */
6482 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6483 {
6484         return 0;
6485 }
6486
6487 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6488 {
6489         int i;
6490         cpumask_var_t *doms;
6491
6492         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6493         if (!doms)
6494                 return NULL;
6495         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6496                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6497                         free_sched_domains(doms, i);
6498                         return NULL;
6499                 }
6500         }
6501         return doms;
6502 }
6503
6504 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6505 {
6506         unsigned int i;
6507         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6508                 free_cpumask_var(doms[i]);
6509         kfree(doms);
6510 }
6511
6512 /*
6513  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6514  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6515  * exclude other special cases in the future.
6516  */
6517 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6518 {
6519         int err;
6520
6521         arch_update_cpu_topology();
6522         ndoms_cur = 1;
6523         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6524         if (!doms_cur)
6525                 doms_cur = &fallback_doms;
6526         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6527         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6528         register_sched_domain_sysctl();
6529
6530         return err;
6531 }
6532
6533 /*
6534  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6535  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6536  */
6537 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6538 {
6539         int i;
6540
6541         rcu_read_lock();
6542         for_each_cpu(i, cpu_map)
6543                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6544         rcu_read_unlock();
6545 }
6546
6547 /* handle null as "default" */
6548 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6549                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6550 {
6551         struct sched_domain_attr tmp;
6552
6553         /* fast path */
6554         if (!new && !cur)
6555                 return 1;
6556
6557         tmp = SD_ATTR_INIT;
6558         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6559                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6560                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6561 }
6562
6563 /*
6564  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6565  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6566  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6567  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6568  *
6569  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6570  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6571  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6572  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6573  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6574  * it as it is.
6575  *
6576  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6577  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6578  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6579  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6580  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6581  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6582  *
6583  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6584  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6585  * and it will not create the default domain.
6586  *
6587  * Call with hotplug lock held
6588  */
6589 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6590                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6591 {
6592         int i, j, n;
6593         int new_topology;
6594
6595         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6596
6597         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6598         unregister_sched_domain_sysctl();
6599
6600         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6601         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6602
6603         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6604
6605         /* Destroy deleted domains */
6606         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6607                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6608                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6609                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6610                                 goto match1;
6611                 }
6612                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6613                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6614 match1:
6615                 ;
6616         }
6617
6618         if (doms_new == NULL) {
6619                 ndoms_cur = 0;
6620                 doms_new = &fallback_doms;
6621                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6622                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6623         }
6624
6625         /* Build new domains */
6626         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6627                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6628                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6629                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6630                                 goto match2;
6631                 }
6632                 /* no match - add a new doms_new */
6633                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6634 match2:
6635                 ;
6636         }
6637
6638         /* Remember the new sched domains */
6639         if (doms_cur != &fallback_doms)
6640                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6641         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6642         doms_cur = doms_new;
6643         dattr_cur = dattr_new;
6644         ndoms_cur = ndoms_new;
6645
6646         register_sched_domain_sysctl();
6647
6648         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6649 }
6650
6651 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6652
6653 /*
6654  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6655  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6656  * around partition_sched_domains().
6657  *
6658  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6659  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6660  */
6661 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6662                              void *hcpu)
6663 {
6664         switch (action) {
6665         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6666         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6667
6668                 /*
6669                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6670                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6671                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6672                  * domain, ignoring cpusets.
6673                  */
6674                 num_cpus_frozen--;
6675                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6676                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6677                         break;
6678                 }
6679
6680                 /*
6681                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6682                  * restore the original sched domains by considering the
6683                  * cpuset configurations.
6684                  */
6685
6686         case CPU_ONLINE:
6687         case CPU_DOWN_FAILED:
6688                 cpuset_update_active_cpus(true);
6689                 break;
6690         default:
6691                 return NOTIFY_DONE;
6692         }
6693         return NOTIFY_OK;
6694 }
6695
6696 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6697                                void *hcpu)
6698 {
6699         switch (action) {
6700         case CPU_DOWN_PREPARE:
6701                 cpuset_update_active_cpus(false);
6702                 break;
6703         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6704                 num_cpus_frozen++;
6705                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6706                 break;
6707         default:
6708                 return NOTIFY_DONE;
6709         }
6710         return NOTIFY_OK;
6711 }
6712
6713 void __init sched_init_smp(void)
6714 {
6715         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6716
6717         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6718         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6719
6720         sched_init_numa();
6721
6722         get_online_cpus();
6723         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6724         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6725         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6726         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6727                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6728         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6729         put_online_cpus();
6730
6731         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6732         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6733         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6734
6735         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6736         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6737
6738         init_hrtick();
6739
6740         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6741         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6742                 BUG();
6743         sched_init_granularity();
6744         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6745
6746         init_sched_rt_class();
6747 }
6748 #else
6749 void __init sched_init_smp(void)
6750 {
6751         sched_init_granularity();
6752 }
6753 #endif /* CONFIG_SMP */
6754
6755 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6756
6757 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6758 {
6759         return in_lock_functions(addr) ||
6760                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6761                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6762 }
6763
6764 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6765 struct task_group root_task_group;
6766 LIST_HEAD(task_groups);
6767 #endif
6768
6769 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6770
6771 void __init sched_init(void)
6772 {
6773         int i, j;
6774         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6775
6776 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6777         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6778 #endif
6779 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6780         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6781 #endif
6782 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6783         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6784 #endif
6785         if (alloc_size) {
6786                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6787
6788 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6789                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6790                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6791
6792                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6793                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6794
6795 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6796 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6797                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6798                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6799
6800                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6801                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6802
6803 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6804 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6805                 for_each_possible_cpu(i) {
6806                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6807                         ptr += cpumask_size();
6808                 }
6809 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6810         }
6811
6812 #ifdef CONFIG_SMP
6813         init_defrootdomain();
6814 #endif
6815
6816         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6817                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6818
6819 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6820         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6821                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6822 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6823
6824 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6825         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6826         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6827         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6828         autogroup_init(&init_task);
6829
6830 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6831
6832 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6833         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6834         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6835         /* Too early, not expected to fail */
6836         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6837 #endif
6838         for_each_possible_cpu(i) {
6839                 struct rq *rq;
6840
6841                 rq = cpu_rq(i);
6842                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6843                 rq->nr_running = 0;
6844                 rq->calc_load_active = 0;
6845                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6846                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6847                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6848 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6849                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6850                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6851                 /*
6852                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6853                  *
6854                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6855                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6856                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6857                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6858                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6859                  * (se->load.weight).
6860                  *
6861                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6862                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6863                  * then A0's share of the cpu resource is:
6864                  *
6865                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6866                  *
6867                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6868                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6869                  */
6870                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6871                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6872 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6873
6874                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6875 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6876                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6877                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6878 #endif
6879
6880                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6881                         rq->cpu_load[j] = 0;
6882
6883                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6884
6885 #ifdef CONFIG_SMP
6886                 rq->sd = NULL;
6887                 rq->rd = NULL;
6888                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6889                 rq->post_schedule = 0;
6890                 rq->active_balance = 0;
6891                 rq->next_balance = jiffies;
6892                 rq->push_cpu = 0;
6893                 rq->cpu = i;
6894                 rq->online = 0;
6895                 rq->idle_stamp = 0;
6896                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6897
6898                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6899
6900                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6901 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6902                 rq->nohz_flags = 0;
6903 #endif
6904 #endif
6905                 init_rq_hrtick(rq);
6906                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6907         }
6908
6909         set_load_weight(&init_task);
6910
6911 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6912         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6913 #endif
6914
6915 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6916         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6917 #endif
6918
6919         /*
6920          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6921          */
6922         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6923         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6924
6925         /*
6926          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6927          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6928          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6929          * when this runqueue becomes "idle".
6930          */
6931         init_idle(current, smp_processor_id());
6932
6933         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6934
6935         /*
6936          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6937          */
6938         current->sched_class = &fair_sched_class;
6939
6940 #ifdef CONFIG_SMP
6941         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6942         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6943         if (cpu_isolated_map == NULL)
6944                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6945         idle_thread_set_boot_cpu();
6946 #endif
6947         init_sched_fair_class();
6948
6949         scheduler_running = 1;
6950 }
6951
6952 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6953 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6954 {
6955         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
6956
6957         return (nested == preempt_offset);
6958 }
6959
6960 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6961 {
6962         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
6963
6964         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
6965         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
6966             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6967                 return;
6968         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6969                 return;
6970         prev_jiffy = jiffies;
6971
6972         printk(KERN_ERR
6973                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6974                         file, line);
6975         printk(KERN_ERR
6976                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6977                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6978                         current->pid, current->comm);
6979
6980         debug_show_held_locks(current);
6981         if (irqs_disabled())
6982                 print_irqtrace_events(current);
6983         dump_stack();
6984 }
6985 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6986 #endif
6987
6988 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6989 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6990 {
6991         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6992         int old_prio = p->prio;
6993         int on_rq;
6994
6995         on_rq = p->on_rq;
6996         if (on_rq)
6997                 dequeue_task(rq, p, 0);
6998         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
6999         if (on_rq) {
7000                 enqueue_task(rq, p, 0);
7001                 resched_task(rq->curr);
7002         }
7003
7004         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7005 }
7006
7007 void normalize_rt_tasks(void)
7008 {
7009         struct task_struct *g, *p;
7010         unsigned long flags;
7011         struct rq *rq;
7012
7013         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7014         do_each_thread(g, p) {
7015                 /*
7016                  * Only normalize user tasks:
7017                  */
7018                 if (!p->mm)
7019                         continue;
7020
7021                 p->se.exec_start                = 0;
7022 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7023                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7024                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7025                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7026 #endif
7027
7028                 if (!rt_task(p)) {
7029                         /*
7030                          * Renice negative nice level userspace
7031                          * tasks back to 0:
7032                          */
7033                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7034                                 set_user_nice(p, 0);
7035                         continue;
7036                 }
7037
7038                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7039                 rq = __task_rq_lock(p);
7040
7041                 normalize_task(rq, p);
7042
7043                 __task_rq_unlock(rq);
7044                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7045         } while_each_thread(g, p);
7046
7047         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7048 }
7049
7050 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7051
7052 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7053 /*
7054  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7055  *
7056  * They can only be called when the whole system has been
7057  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7058  * activity can take place. Using them for anything else would
7059  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7060  * under any other configuration.
7061  */
7062
7063 /**
7064  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7065  * @cpu: the processor in question.
7066  *
7067  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7068  */
7069 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7070 {
7071         return cpu_curr(cpu);
7072 }
7073
7074 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7075
7076 #ifdef CONFIG_IA64
7077 /**
7078  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7079  * @cpu: the processor in question.
7080  * @p: the task pointer to set.
7081  *
7082  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7083  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7084  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7085  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7086  * and caller must save the original value of the current task (see
7087  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7088  * re-starting the system.
7089  *
7090  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7091  */
7092 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7093 {
7094         cpu_curr(cpu) = p;
7095 }
7096
7097 #endif
7098
7099 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7100 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7101 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7102
7103 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7104 {
7105         free_fair_sched_group(tg);
7106         free_rt_sched_group(tg);
7107         autogroup_free(tg);
7108         kfree(tg);
7109 }
7110
7111 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7112 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7113 {
7114         struct task_group *tg;
7115         unsigned long flags;
7116
7117         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7118         if (!tg)
7119                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7120
7121         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7122                 goto err;
7123
7124         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7125                 goto err;
7126
7127         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7128         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7129
7130         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7131
7132         tg->parent = parent;
7133         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7134         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7135         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7136
7137         return tg;
7138
7139 err:
7140         free_sched_group(tg);
7141         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7142 }
7143
7144 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7145 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7146 {
7147         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7148         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7149 }
7150
7151 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7152 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7153 {
7154         unsigned long flags;
7155         int i;
7156
7157         /* end participation in shares distribution */
7158         for_each_possible_cpu(i)
7159                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7160
7161         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7162         list_del_rcu(&tg->list);
7163         list_del_rcu(&tg->siblings);
7164         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7165
7166         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7167         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7168 }
7169
7170 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7171  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7172  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7173  *      reflect its new group.
7174  */
7175 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7176 {
7177         struct task_group *tg;
7178         int on_rq, running;
7179         unsigned long flags;
7180         struct rq *rq;
7181
7182         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7183
7184         running = task_current(rq, tsk);
7185         on_rq = tsk->on_rq;
7186
7187         if (on_rq)
7188                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7189         if (unlikely(running))
7190                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7191
7192         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7193                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7194                           struct task_group, css);
7195         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7196         tsk->sched_task_group = tg;
7197
7198 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7199         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7200                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7201         else
7202 #endif
7203                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7204
7205         if (unlikely(running))
7206                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7207         if (on_rq)
7208                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7209
7210         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7211 }
7212 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7213
7214 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7215 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7216 {
7217         if (runtime == RUNTIME_INF)
7218                 return 1ULL << 20;
7219
7220         return div64_u64(runtime << 20, period);
7221 }
7222 #endif
7223
7224 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7225 /*
7226  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7227  */
7228 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7229
7230 /* Must be called with tasklist_lock held */
7231 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7232 {
7233         struct task_struct *g, *p;
7234
7235         do_each_thread(g, p) {
7236                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7237                         return 1;
7238         } while_each_thread(g, p);
7239
7240         return 0;
7241 }
7242
7243 struct rt_schedulable_data {
7244         struct task_group *tg;
7245         u64 rt_period;
7246         u64 rt_runtime;
7247 };
7248
7249 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7250 {
7251         struct rt_schedulable_data *d = data;
7252         struct task_group *child;
7253         unsigned long total, sum = 0;
7254         u64 period, runtime;
7255
7256         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7257         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7258
7259         if (tg == d->tg) {
7260                 period = d->rt_period;
7261                 runtime = d->rt_runtime;
7262         }
7263
7264         /*
7265          * Cannot have more runtime than the period.
7266          */
7267         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7268                 return -EINVAL;
7269
7270         /*
7271          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7272          */
7273         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7274                 return -EBUSY;
7275
7276         total = to_ratio(period, runtime);
7277
7278         /*
7279          * Nobody can have more than the global setting allows.
7280          */
7281         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7282                 return -EINVAL;
7283
7284         /*
7285          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7286          */
7287         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7288                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7289                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7290
7291                 if (child == d->tg) {
7292                         period = d->rt_period;
7293                         runtime = d->rt_runtime;
7294                 }
7295
7296                 sum += to_ratio(period, runtime);
7297         }
7298
7299         if (sum > total)
7300                 return -EINVAL;
7301
7302         return 0;
7303 }
7304
7305 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7306 {
7307         int ret;
7308
7309         struct rt_schedulable_data data = {
7310                 .tg = tg,
7311                 .rt_period = period,
7312                 .rt_runtime = runtime,
7313         };
7314
7315         rcu_read_lock();
7316         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7317         rcu_read_unlock();
7318
7319         return ret;
7320 }
7321
7322 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7323                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7324 {
7325         int i, err = 0;
7326
7327         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7328         read_lock(&tasklist_lock);
7329         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7330         if (err)
7331                 goto unlock;
7332
7333         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7334         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7335         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7336
7337         for_each_possible_cpu(i) {
7338                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7339
7340                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7341                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7342                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7343         }
7344         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7345 unlock:
7346         read_unlock(&tasklist_lock);
7347         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7348
7349         return err;
7350 }
7351
7352 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7353 {
7354         u64 rt_runtime, rt_period;
7355
7356         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7357         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7358         if (rt_runtime_us < 0)
7359                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7360
7361         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7362 }
7363
7364 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7365 {
7366         u64 rt_runtime_us;
7367
7368         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7369                 return -1;
7370
7371         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7372         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7373         return rt_runtime_us;
7374 }
7375
7376 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7377 {
7378         u64 rt_runtime, rt_period;
7379
7380         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7381         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7382
7383         if (rt_period == 0)
7384                 return -EINVAL;
7385
7386         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7387 }
7388
7389 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7390 {
7391         u64 rt_period_us;
7392
7393         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7394         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7395         return rt_period_us;
7396 }
7397
7398 static int sched_rt_global_constraints(void)
7399 {
7400         u64 runtime, period;
7401         int ret = 0;
7402
7403         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7404                 return -EINVAL;
7405
7406         runtime = global_rt_runtime();
7407         period = global_rt_period();
7408
7409         /*
7410          * Sanity check on the sysctl variables.
7411          */
7412         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7413                 return -EINVAL;
7414
7415         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7416         read_lock(&tasklist_lock);
7417         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7418         read_unlock(&tasklist_lock);
7419         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7420
7421         return ret;
7422 }
7423
7424 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7425 {
7426         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7427         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7428                 return 0;
7429
7430         return 1;
7431 }
7432
7433 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7434 static int sched_rt_global_constraints(void)
7435 {
7436         unsigned long flags;
7437         int i;
7438
7439         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7440                 return -EINVAL;
7441
7442         /*
7443          * There's always some RT tasks in the root group
7444          * -- migration, kstopmachine etc..
7445          */
7446         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7447                 return -EBUSY;
7448
7449         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7450         for_each_possible_cpu(i) {
7451                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7452
7453                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7454                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7455                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7456         }
7457         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7458
7459         return 0;
7460 }
7461 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7462
7463 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7464                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7465                 loff_t *ppos)
7466 {
7467         int ret;
7468         int old_period, old_runtime;
7469         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7470
7471         mutex_lock(&mutex);
7472         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7473         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7474
7475         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7476
7477         if (!ret && write) {
7478                 ret = sched_rt_global_constraints();
7479                 if (ret) {
7480                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7481                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7482                 } else {
7483                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7484                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7485                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7486                 }
7487         }
7488         mutex_unlock(&mutex);
7489
7490         return ret;
7491 }
7492
7493 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7494
7495 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7496 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7497 {
7498         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7499                             struct task_group, css);
7500 }
7501
7502 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7503 {
7504         struct task_group *tg, *parent;
7505
7506         if (!cgrp->parent) {
7507                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7508                 return &root_task_group.css;
7509         }
7510
7511         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7512         tg = sched_create_group(parent);
7513         if (IS_ERR(tg))
7514                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7515
7516         return &tg->css;
7517 }
7518
7519 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7520 {
7521         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7522
7523         sched_destroy_group(tg);
7524 }
7525
7526 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7527                                  struct cgroup_taskset *tset)
7528 {
7529         struct task_struct *task;
7530
7531         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7532 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7533                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7534                         return -EINVAL;
7535 #else
7536                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7537                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7538                         return -EINVAL;
7539 #endif
7540         }
7541         return 0;
7542 }
7543
7544 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7545                               struct cgroup_taskset *tset)
7546 {
7547         struct task_struct *task;
7548
7549         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7550                 sched_move_task(task);
7551 }
7552
7553 static void
7554 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7555                 struct task_struct *task)
7556 {
7557         /*
7558          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7559          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7560          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7561          */
7562         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7563                 return;
7564
7565         sched_move_task(task);
7566 }
7567
7568 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7569 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7570                                 u64 shareval)
7571 {
7572         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7573 }
7574
7575 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7576 {
7577         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7578
7579         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7580 }
7581
7582 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7583 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7584
7585 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7586 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7587
7588 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7589
7590 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7591 {
7592         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7593         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7594
7595         if (tg == &root_task_group)
7596                 return -EINVAL;
7597
7598         /*
7599          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7600          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7601          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7602          */
7603         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7604                 return -EINVAL;
7605
7606         /*
7607          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7608          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7609          * feasibility.
7610          */
7611         if (period > max_cfs_quota_period)
7612                 return -EINVAL;
7613
7614         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7615         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7616         if (ret)
7617                 goto out_unlock;
7618
7619         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7620         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7621         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7622         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7623         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7624         cfs_b->quota = quota;
7625
7626         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7627         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7628         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7629                 /* force a reprogram */
7630                 cfs_b->timer_active = 0;
7631                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7632         }
7633         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7634
7635         for_each_possible_cpu(i) {
7636                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7637                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7638
7639                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7640                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7641                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7642
7643                 if (cfs_rq->throttled)
7644                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7645                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7646         }
7647 out_unlock:
7648         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7649
7650         return ret;
7651 }
7652
7653 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7654 {
7655         u64 quota, period;
7656
7657         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7658         if (cfs_quota_us < 0)
7659                 quota = RUNTIME_INF;
7660         else
7661                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7662
7663         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7664 }
7665
7666 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7667 {
7668         u64 quota_us;
7669
7670         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7671                 return -1;
7672
7673         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7674         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7675
7676         return quota_us;
7677 }
7678
7679 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7680 {
7681         u64 quota, period;
7682
7683         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7684         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7685
7686         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7687 }
7688
7689 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7690 {
7691         u64 cfs_period_us;
7692
7693         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7694         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7695
7696         return cfs_period_us;
7697 }
7698
7699 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7700 {
7701         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7702 }
7703
7704 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7705                                 s64 cfs_quota_us)
7706 {
7707         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7708 }
7709
7710 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7711 {
7712         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7713 }
7714
7715 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7716                                 u64 cfs_period_us)
7717 {
7718         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7719 }
7720
7721 struct cfs_schedulable_data {
7722         struct task_group *tg;
7723         u64 period, quota;
7724 };
7725
7726 /*
7727  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7728  * note: units are usecs
7729  */
7730 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7731                                struct cfs_schedulable_data *d)
7732 {
7733         u64 quota, period;
7734
7735         if (tg == d->tg) {
7736                 period = d->period;
7737                 quota = d->quota;
7738         } else {
7739                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7740                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7741         }
7742
7743         /* note: these should typically be equivalent */
7744         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7745                 return RUNTIME_INF;
7746
7747         return to_ratio(period, quota);
7748 }
7749
7750 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7751 {
7752         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7753         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7754         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7755
7756         if (!tg->parent) {
7757                 quota = RUNTIME_INF;
7758         } else {
7759                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7760
7761                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7762                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7763
7764                 /*
7765                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7766                  * limit is set
7767                  */
7768                 if (quota == RUNTIME_INF)
7769                         quota = parent_quota;
7770                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7771                         return -EINVAL;
7772         }
7773         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7774
7775         return 0;
7776 }
7777
7778 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7779 {
7780         int ret;
7781         struct cfs_schedulable_data data = {
7782                 .tg = tg,
7783                 .period = period,
7784                 .quota = quota,
7785         };
7786
7787         if (quota != RUNTIME_INF) {
7788                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7789                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7790         }
7791
7792         rcu_read_lock();
7793         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7794         rcu_read_unlock();
7795
7796         return ret;
7797 }
7798
7799 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7800                 struct cgroup_map_cb *cb)
7801 {
7802         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7803         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7804
7805         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7806         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7807         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7808
7809         return 0;
7810 }
7811 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7812 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7813
7814 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7815 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7816                                 s64 val)
7817 {
7818         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7819 }
7820
7821 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7822 {
7823         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7824 }
7825
7826 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7827                 u64 rt_period_us)
7828 {
7829         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7830 }
7831
7832 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7833 {
7834         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7835 }
7836 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7837
7838 static struct cftype cpu_files[] = {
7839 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7840         {
7841                 .name = "shares",
7842                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7843                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7844         },
7845 #endif
7846 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7847         {
7848                 .name = "cfs_quota_us",
7849                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7850                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7851         },
7852         {
7853                 .name = "cfs_period_us",
7854                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7855                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7856         },
7857         {
7858                 .name = "stat",
7859                 .read_map = cpu_stats_show,
7860         },
7861 #endif
7862 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7863         {
7864                 .name = "rt_runtime_us",
7865                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7866                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7867         },
7868         {
7869                 .name = "rt_period_us",
7870                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7871                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7872         },
7873 #endif
7874         { }     /* terminate */
7875 };
7876
7877 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7878         .name           = "cpu",
7879         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7880         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7881         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7882         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7883         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7884         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7885         .base_cftypes   = cpu_files,
7886         .early_init     = 1,
7887 };
7888
7889 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7890
7891 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7892
7893 /*
7894  * CPU accounting code for task groups.
7895  *
7896  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
7897  * (balbir@in.ibm.com).
7898  */
7899
7900 struct cpuacct root_cpuacct;
7901
7902 /* create a new cpu accounting group */
7903 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7904 {
7905         struct cpuacct *ca;
7906
7907         if (!cgrp->parent)
7908                 return &root_cpuacct.css;
7909
7910         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
7911         if (!ca)
7912                 goto out;
7913
7914         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
7915         if (!ca->cpuusage)
7916                 goto out_free_ca;
7917
7918         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
7919         if (!ca->cpustat)
7920                 goto out_free_cpuusage;
7921
7922         return &ca->css;
7923
7924 out_free_cpuusage:
7925         free_percpu(ca->cpuusage);
7926 out_free_ca:
7927         kfree(ca);
7928 out:
7929         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7930 }
7931
7932 /* destroy an existing cpu accounting group */
7933 static void cpuacct_css_free(struct cgroup *cgrp)
7934 {
7935         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7936
7937         free_percpu(ca->cpustat);
7938         free_percpu(ca->cpuusage);
7939         kfree(ca);
7940 }
7941
7942 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
7943 {
7944         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7945         u64 data;
7946
7947 #ifndef CONFIG_64BIT
7948         /*
7949          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
7950          */
7951         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7952         data = *cpuusage;
7953         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7954 #else
7955         data = *cpuusage;
7956 #endif
7957
7958         return data;
7959 }
7960
7961 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
7962 {
7963         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
7964
7965 #ifndef CONFIG_64BIT
7966         /*
7967          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
7968          */
7969         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7970         *cpuusage = val;
7971         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
7972 #else
7973         *cpuusage = val;
7974 #endif
7975 }
7976
7977 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
7978 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7979 {
7980         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7981         u64 totalcpuusage = 0;
7982         int i;
7983
7984         for_each_present_cpu(i)
7985                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
7986
7987         return totalcpuusage;
7988 }
7989
7990 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7991                                                                 u64 reset)
7992 {
7993         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
7994         int err = 0;
7995         int i;
7996
7997         if (reset) {
7998                 err = -EINVAL;
7999                 goto out;
8000         }
8001
8002         for_each_present_cpu(i)
8003                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8004
8005 out:
8006         return err;
8007 }
8008
8009 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8010                                    struct seq_file *m)
8011 {
8012         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8013         u64 percpu;
8014         int i;
8015
8016         for_each_present_cpu(i) {
8017                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8018                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8019         }
8020         seq_printf(m, "\n");
8021         return 0;
8022 }
8023
8024 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8025         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8026         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8027 };
8028
8029 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8030                               struct cgroup_map_cb *cb)
8031 {
8032         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8033         int cpu;
8034         s64 val = 0;
8035
8036         for_each_online_cpu(cpu) {
8037                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8038                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8039                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8040         }
8041         val = cputime64_to_clock_t(val);
8042         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8043
8044         val = 0;
8045         for_each_online_cpu(cpu) {
8046                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8047                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8048                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8049                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8050         }
8051
8052         val = cputime64_to_clock_t(val);
8053         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8054
8055         return 0;
8056 }
8057
8058 static struct cftype files[] = {
8059         {
8060                 .name = "usage",
8061                 .read_u64 = cpuusage_read,
8062                 .write_u64 = cpuusage_write,
8063         },
8064         {
8065                 .name = "usage_percpu",
8066                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8067         },
8068         {
8069                 .name = "stat",
8070                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8071         },
8072         { }     /* terminate */
8073 };
8074
8075 /*
8076  * charge this task's execution time to its accounting group.
8077  *
8078  * called with rq->lock held.
8079  */
8080 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8081 {
8082         struct cpuacct *ca;
8083         int cpu;
8084
8085         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8086                 return;
8087
8088         cpu = task_cpu(tsk);
8089
8090         rcu_read_lock();
8091
8092         ca = task_ca(tsk);
8093
8094         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8095                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8096                 *cpuusage += cputime;
8097         }
8098
8099         rcu_read_unlock();
8100 }
8101
8102 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8103         .name = "cpuacct",
8104         .css_alloc = cpuacct_css_alloc,
8105         .css_free = cpuacct_css_free,
8106         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8107         .base_cftypes = files,
8108 };
8109 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */
8110
8111 void dump_cpu_task(int cpu)
8112 {
8113         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8114         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8115 }