]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge branch 'for-3.10' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/wq
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #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_internal.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 int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
519
520 void resched_task(struct task_struct *p)
521 {
522         int cpu;
523
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
525
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
528
529         set_tsk_need_resched(p);
530
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
534
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
539 }
540
541 void resched_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
545
546         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
547                 return;
548         resched_task(cpu_curr(cpu));
549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
550 }
551
552 #ifdef CONFIG_NO_HZ
553 /*
554  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
555  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
556  *
557  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
558  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
559  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
560  */
561 int get_nohz_timer_target(void)
562 {
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         rcu_read_lock();
568         for_each_domain(cpu, sd) {
569                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
570                         if (!idle_cpu(i)) {
571                                 cpu = i;
572                                 goto unlock;
573                         }
574                 }
575         }
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         /*
598          * This is safe, as this function is called with the timer
599          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
600          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
601          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
602          * timer into account automatically.
603          */
604         if (rq->curr != rq->idle)
605                 return;
606
607         /*
608          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
609          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
610          * idle task through an additional NOOP schedule()
611          */
612         set_tsk_need_resched(rq->idle);
613
614         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
615         smp_mb();
616         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
624 }
625
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
627
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
629 {
630         return false;
631 }
632
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
634
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
636 {
637         s64 period = sched_avg_period();
638
639         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
640                 /*
641                  * Inline assembly required to prevent the compiler
642                  * optimising this loop into a divmod call.
643                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
644                  */
645                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
646                 rq->age_stamp += period;
647                 rq->rt_avg /= 2;
648         }
649 }
650
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
653 {
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
656 }
657 #endif /* CONFIG_SMP */
658
659 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
660                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
661 /*
662  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
663  * node and @up when leaving it for the final time.
664  *
665  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
666  */
667 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
668                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
669 {
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
672
673         parent = from;
674
675 down:
676         ret = (*down)(parent, data);
677         if (ret)
678                 goto out;
679         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
680                 parent = child;
681                 goto down;
682
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
689
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
696 }
697
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
699 {
700         return 0;
701 }
702 #endif
703
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
705 {
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
708
709         /*
710          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
711          */
712         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
713                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
714                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
715                 return;
716         }
717
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
720 }
721
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
734 }
735
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
737 {
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
740
741         enqueue_task(rq, p, flags);
742 }
743
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
745 {
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
748
749         dequeue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
753 {
754 /*
755  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
756  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
757  */
758 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
759         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
760 #endif
761 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
762         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
763
764         /*
765          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
766          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
767          * {soft,}irq region.
768          *
769          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
770          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
771          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
772          * monotonic.
773          *
774          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
775          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
776          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
777          * atomic ops.
778          */
779         if (irq_delta > delta)
780                 irq_delta = delta;
781
782         rq->prev_irq_time += irq_delta;
783         delta -= irq_delta;
784 #endif
785 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
786         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
787                 u64 st;
788
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
791
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
794
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
797
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
799
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
803
804         rq->clock_task += delta;
805
806 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
807         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
808                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
809 #endif
810 }
811
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
813 {
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
816
817         if (stop) {
818                 /*
819                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
820                  * userspace knows about and won't get confused about.
821                  *
822                  * Also, it will make PI more or less work without too
823                  * much confusion -- but then, stop work should not
824                  * rely on PI working anyway.
825                  */
826                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
827
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
830
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
832
833         if (old_stop) {
834                 /*
835                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
836                  * it can die in pieces.
837                  */
838                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
839         }
840 }
841
842 /*
843  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
844  */
845 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
846 {
847         return p->static_prio;
848 }
849
850 /*
851  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
852  * without taking RT-inheritance into account. Might be
853  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
854  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
855  * estimator recalculates.
856  */
857 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio;
860
861         if (task_has_rt_policy(p))
862                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
863         else
864                 prio = __normal_prio(p);
865         return prio;
866 }
867
868 /*
869  * Calculate the current priority, i.e. the priority
870  * taken into account by the scheduler. This value might
871  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
872  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
873  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
874  */
875 static int effective_prio(struct task_struct *p)
876 {
877         p->normal_prio = normal_prio(p);
878         /*
879          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
880          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
881          * to the normal priority:
882          */
883         if (!rt_prio(p->prio))
884                 return p->normal_prio;
885         return p->prio;
886 }
887
888 /**
889  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
890  * @p: the task in question.
891  */
892 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
893 {
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
895 }
896
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
900 {
901         if (prev_class != p->sched_class) {
902                 if (prev_class->switched_from)
903                         prev_class->switched_from(rq, p);
904                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
905         } else if (oldprio != p->prio)
906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
907 }
908
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
910 {
911         const struct sched_class *class;
912
913         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
914                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
915         } else {
916                 for_each_class(class) {
917                         if (class == rq->curr->sched_class)
918                                 break;
919                         if (class == p->sched_class) {
920                                 resched_task(rq->curr);
921                                 break;
922                         }
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
928          * this case, we can save a useless back to back clock update.
929          */
930         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
931                 rq->skip_clock_update = 1;
932 }
933
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
935
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
937 {
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
943 {
944 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
945         /*
946          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
947          * ttwu() will sort out the placement.
948          */
949         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
950                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
951
952 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
953         /*
954          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
955          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
956          *
957          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
958          * see task_group().
959          *
960          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
961          * task_rq_lock().
962          */
963         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
964                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
965 #endif
966 #endif
967
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
969
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
972
973                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
974                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
975                 p->se.nr_migrations++;
976                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
977
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
981
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
984
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
986 }
987
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
992
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
994
995 /*
996  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
997  *
998  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
999  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1000  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1001  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1002  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1003  * @p has remained unscheduled the whole time.
1004  *
1005  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1006  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1007  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1008  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1009  * waiting to become inactive.
1010  */
1011 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         for (;;) {
1019                 /*
1020                  * We do the initial early heuristics without holding
1021                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1022                  * the runqueue lock when things look like they will
1023                  * work out!
1024                  */
1025                 rq = task_rq(p);
1026
1027                 /*
1028                  * If the task is actively running on another CPU
1029                  * still, just relax and busy-wait without holding
1030                  * any locks.
1031                  *
1032                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1033                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1034                  * But we don't care, since "task_running()" will
1035                  * return false if the runqueue has changed and p
1036                  * is actually now running somewhere else!
1037                  */
1038                 while (task_running(rq, p)) {
1039                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1040                                 return 0;
1041                         cpu_relax();
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1046                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1047                  * just go back and repeat.
1048                  */
1049                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1050                 trace_sched_wait_task(p);
1051                 running = task_running(rq, p);
1052                 on_rq = p->on_rq;
1053                 ncsw = 0;
1054                 if (!match_state || p->state == match_state)
1055                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1056                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1057
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Was it really running after all now that we
1066                  * checked with the proper locks actually held?
1067                  *
1068                  * Oops. Go back and try again..
1069                  */
1070                 if (unlikely(running)) {
1071                         cpu_relax();
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * It's not enough that it's not actively running,
1077                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1078                  * preempted!
1079                  *
1080                  * So if it was still runnable (but just not actively
1081                  * running right now), it's preempted, and we should
1082                  * yield - it could be a while.
1083                  */
1084                 if (unlikely(on_rq)) {
1085                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1086
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
1091
1092                 /*
1093                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1094                  * runnable, which means that it will never become
1095                  * running in the future either. We're all done!
1096                  */
1097                 break;
1098         }
1099
1100         return ncsw;
1101 }
1102
1103 /***
1104  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1105  * @p: the to-be-kicked thread
1106  *
1107  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1108  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1109  *
1110  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1111  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1112  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1113  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1114  * achieved as well.
1115  */
1116 void kick_process(struct task_struct *p)
1117 {
1118         int cpu;
1119
1120         preempt_disable();
1121         cpu = task_cpu(p);
1122         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         preempt_enable();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130 /*
1131  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1132  */
1133 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1134 {
1135         int nid = cpu_to_node(cpu);
1136         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1137         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1138         int dest_cpu;
1139
1140         /*
1141          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1142          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1143          * select the cpu on the other node.
1144          */
1145         if (nid != -1) {
1146                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1147
1148                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1149                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1150                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1151                                 continue;
1152                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1153                                 continue;
1154                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1155                                 return dest_cpu;
1156                 }
1157         }
1158
1159         for (;;) {
1160                 /* Any allowed, online CPU? */
1161                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1162                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1163                                 continue;
1164                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1165                                 continue;
1166                         goto out;
1167                 }
1168
1169                 switch (state) {
1170                 case cpuset:
1171                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1172                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1173                         state = possible;
1174                         break;
1175
1176                 case possible:
1177                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1178                         state = fail;
1179                         break;
1180
1181                 case fail:
1182                         BUG();
1183                         break;
1184                 }
1185         }
1186
1187 out:
1188         if (state != cpuset) {
1189                 /*
1190                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1191                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1192                  * leave kernel.
1193                  */
1194                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1195                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1196                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1197                 }
1198         }
1199
1200         return dest_cpu;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1205  */
1206 static inline
1207 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1208 {
1209         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1210
1211         /*
1212          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1213          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1214          * cpu.
1215          *
1216          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1217          *
1218          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1219          *   not worry about this generic constraint ]
1220          */
1221         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1222                      !cpu_online(cpu)))
1223                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1224
1225         return cpu;
1226 }
1227
1228 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1229 {
1230         s64 diff = sample - *avg;
1231         *avg += diff >> 3;
1232 }
1233 #endif
1234
1235 static void
1236 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1237 {
1238 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1239         struct rq *rq = this_rq();
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242         int this_cpu = smp_processor_id();
1243
1244         if (cpu == this_cpu) {
1245                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1246                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1247         } else {
1248                 struct sched_domain *sd;
1249
1250                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1251                 rcu_read_lock();
1252                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1253                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1254                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1255                                 break;
1256                         }
1257                 }
1258                 rcu_read_unlock();
1259         }
1260
1261         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1262                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1263
1264 #endif /* CONFIG_SMP */
1265
1266         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1267         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1268
1269         if (wake_flags & WF_SYNC)
1270                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1271
1272 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1273 }
1274
1275 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1276 {
1277         activate_task(rq, p, en_flags);
1278         p->on_rq = 1;
1279
1280         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1281         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1282                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1287  */
1288 static void
1289 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1290 {
1291         trace_sched_wakeup(p, true);
1292         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1293
1294         p->state = TASK_RUNNING;
1295 #ifdef CONFIG_SMP
1296         if (p->sched_class->task_woken)
1297                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1298
1299         if (rq->idle_stamp) {
1300                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1301                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1302
1303                 if (delta > max)
1304                         rq->avg_idle = max;
1305                 else
1306                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1307                 rq->idle_stamp = 0;
1308         }
1309 #endif
1310 }
1311
1312 static void
1313 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1314 {
1315 #ifdef CONFIG_SMP
1316         if (p->sched_contributes_to_load)
1317                 rq->nr_uninterruptible--;
1318 #endif
1319
1320         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1321         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1326  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1327  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1328  * the task is still ->on_rq.
1329  */
1330 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1331 {
1332         struct rq *rq;
1333         int ret = 0;
1334
1335         rq = __task_rq_lock(p);
1336         if (p->on_rq) {
1337                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1338                 ret = 1;
1339         }
1340         __task_rq_unlock(rq);
1341
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 #ifdef CONFIG_SMP
1346 static void sched_ttwu_pending(void)
1347 {
1348         struct rq *rq = this_rq();
1349         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1350         struct task_struct *p;
1351
1352         raw_spin_lock(&rq->lock);
1353
1354         while (llist) {
1355                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1356                 llist = llist_next(llist);
1357                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1358         }
1359
1360         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1361 }
1362
1363 void scheduler_ipi(void)
1364 {
1365         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1366                 return;
1367
1368         /*
1369          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1370          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1371          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1372          * we do call them.
1373          *
1374          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1375          * properly.
1376          *
1377          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1378          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1379          * somewhat pessimize the simple resched case.
1380          */
1381         irq_enter();
1382         sched_ttwu_pending();
1383
1384         /*
1385          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1386          */
1387         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1388                 this_rq()->idle_balance = 1;
1389                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1390         }
1391         irq_exit();
1392 }
1393
1394 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1395 {
1396         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1397                 smp_send_reschedule(cpu);
1398 }
1399
1400 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1401 {
1402         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1403 }
1404 #endif /* CONFIG_SMP */
1405
1406 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1407 {
1408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1409
1410 #if defined(CONFIG_SMP)
1411         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1412                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1413                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1414                 return;
1415         }
1416 #endif
1417
1418         raw_spin_lock(&rq->lock);
1419         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1420         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1421 }
1422
1423 /**
1424  * try_to_wake_up - wake up a thread
1425  * @p: the thread to be awakened
1426  * @state: the mask of task states that can be woken
1427  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1428  *
1429  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1430  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1431  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1432  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1433  * runnable without the overhead of this.
1434  *
1435  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1436  * or @state didn't match @p's state.
1437  */
1438 static int
1439 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1440 {
1441         unsigned long flags;
1442         int cpu, success = 0;
1443
1444         smp_wmb();
1445         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1446         if (!(p->state & state))
1447                 goto out;
1448
1449         success = 1; /* we're going to change ->state */
1450         cpu = task_cpu(p);
1451
1452         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1453                 goto stat;
1454
1455 #ifdef CONFIG_SMP
1456         /*
1457          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1458          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1459          */
1460         while (p->on_cpu)
1461                 cpu_relax();
1462         /*
1463          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1464          */
1465         smp_rmb();
1466
1467         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1468         p->state = TASK_WAKING;
1469
1470         if (p->sched_class->task_waking)
1471                 p->sched_class->task_waking(p);
1472
1473         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1474         if (task_cpu(p) != cpu) {
1475                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1476                 set_task_cpu(p, cpu);
1477         }
1478 #endif /* CONFIG_SMP */
1479
1480         ttwu_queue(p, cpu);
1481 stat:
1482         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1483 out:
1484         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1485
1486         return success;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1491  * @p: the thread to be awakened
1492  *
1493  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1494  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1495  * the current task.
1496  */
1497 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1498 {
1499         struct rq *rq = task_rq(p);
1500
1501         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1502             WARN_ON_ONCE(p == current))
1503                 return;
1504
1505         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1506
1507         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1508                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1509                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1510                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1511         }
1512
1513         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1514                 goto out;
1515
1516         if (!p->on_rq)
1517                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1518
1519         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1520         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1521 out:
1522         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1523 }
1524
1525 /**
1526  * wake_up_process - Wake up a specific process
1527  * @p: The process to be woken up.
1528  *
1529  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1530  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1531  * running.
1532  *
1533  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1534  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1535  */
1536 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1537 {
1538         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1539         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1542
1543 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1544 {
1545         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1550  * p is forked by current.
1551  *
1552  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1553  */
1554 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1555 {
1556         p->on_rq                        = 0;
1557
1558         p->se.on_rq                     = 0;
1559         p->se.exec_start                = 0;
1560         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1561         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1562         p->se.nr_migrations             = 0;
1563         p->se.vruntime                  = 0;
1564         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1565
1566 /*
1567  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1568  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1569  * load-balance).
1570  */
1571 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1572         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1573         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1574 #endif
1575 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1576         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1577 #endif
1578
1579         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1580
1581 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1582         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1583 #endif
1584
1585 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1586         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1587                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1588                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1589                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1590         }
1591
1592         p->node_stamp = 0ULL;
1593         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1594         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1595         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1596         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1597 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1598 }
1599
1600 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1601 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1602 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1603 {
1604         if (enabled)
1605                 sched_feat_set("NUMA");
1606         else
1607                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1608 }
1609 #else
1610 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1611
1612 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1613 {
1614         numabalancing_enabled = enabled;
1615 }
1616 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1617 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1618
1619 /*
1620  * fork()/clone()-time setup:
1621  */
1622 void sched_fork(struct task_struct *p)
1623 {
1624         unsigned long flags;
1625         int cpu = get_cpu();
1626
1627         __sched_fork(p);
1628         /*
1629          * We mark the process as running here. This guarantees that
1630          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1631          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1632          */
1633         p->state = TASK_RUNNING;
1634
1635         /*
1636          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1637          */
1638         p->prio = current->normal_prio;
1639
1640         /*
1641          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1642          */
1643         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1644                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1645                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1646                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1647                         p->rt_priority = 0;
1648                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1649                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1650
1651                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1652                 set_load_weight(p);
1653
1654                 /*
1655                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1656                  * fulfilled its duty:
1657                  */
1658                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1659         }
1660
1661         if (!rt_prio(p->prio))
1662                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1663
1664         if (p->sched_class->task_fork)
1665                 p->sched_class->task_fork(p);
1666
1667         /*
1668          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1669          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1670          * is ran before sched_fork().
1671          *
1672          * Silence PROVE_RCU.
1673          */
1674         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1675         set_task_cpu(p, cpu);
1676         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1677
1678 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1679         if (likely(sched_info_on()))
1680                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1681 #endif
1682 #if defined(CONFIG_SMP)
1683         p->on_cpu = 0;
1684 #endif
1685 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1686         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1687         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1688 #endif
1689 #ifdef CONFIG_SMP
1690         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1691 #endif
1692
1693         put_cpu();
1694 }
1695
1696 /*
1697  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1698  *
1699  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1700  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1701  * on the runqueue and wakes it.
1702  */
1703 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1704 {
1705         unsigned long flags;
1706         struct rq *rq;
1707
1708         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1709 #ifdef CONFIG_SMP
1710         /*
1711          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1712          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1713          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1714          */
1715         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1716 #endif
1717
1718         rq = __task_rq_lock(p);
1719         activate_task(rq, p, 0);
1720         p->on_rq = 1;
1721         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1722         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724         if (p->sched_class->task_woken)
1725                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1726 #endif
1727         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1728 }
1729
1730 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1731
1732 /**
1733  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1734  * @notifier: notifier struct to register
1735  */
1736 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1737 {
1738         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1741
1742 /**
1743  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1744  * @notifier: notifier struct to unregister
1745  *
1746  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1747  */
1748 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1749 {
1750         hlist_del(&notifier->link);
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1753
1754 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1755 {
1756         struct preempt_notifier *notifier;
1757
1758         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1759                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1760 }
1761
1762 static void
1763 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1764                                  struct task_struct *next)
1765 {
1766         struct preempt_notifier *notifier;
1767
1768         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1769                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1770 }
1771
1772 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1773
1774 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1775 {
1776 }
1777
1778 static void
1779 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1780                                  struct task_struct *next)
1781 {
1782 }
1783
1784 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1785
1786 /**
1787  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1788  * @rq: the runqueue preparing to switch
1789  * @prev: the current task that is being switched out
1790  * @next: the task we are going to switch to.
1791  *
1792  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1793  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1794  * switch.
1795  *
1796  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1797  * hooks.
1798  */
1799 static inline void
1800 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1801                     struct task_struct *next)
1802 {
1803         trace_sched_switch(prev, next);
1804         sched_info_switch(prev, next);
1805         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1806         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1807         prepare_lock_switch(rq, next);
1808         prepare_arch_switch(next);
1809 }
1810
1811 /**
1812  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1813  * @rq: runqueue associated with task-switch
1814  * @prev: the thread we just switched away from.
1815  *
1816  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1817  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1818  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1819  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1820  *
1821  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1822  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1823  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1824  * details.)
1825  */
1826 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1827         __releases(rq->lock)
1828 {
1829         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1830         long prev_state;
1831
1832         rq->prev_mm = NULL;
1833
1834         /*
1835          * A task struct has one reference for the use as "current".
1836          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1837          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1838          * the scheduled task must drop that reference.
1839          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1840          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1841          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1842          * be dropped twice.
1843          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1844          */
1845         prev_state = prev->state;
1846         vtime_task_switch(prev);
1847         finish_arch_switch(prev);
1848         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1849         finish_lock_switch(rq, prev);
1850         finish_arch_post_lock_switch();
1851
1852         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1853         if (mm)
1854                 mmdrop(mm);
1855         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1856                 /*
1857                  * Remove function-return probe instances associated with this
1858                  * task and put them back on the free list.
1859                  */
1860                 kprobe_flush_task(prev);
1861                 put_task_struct(prev);
1862         }
1863 }
1864
1865 #ifdef CONFIG_SMP
1866
1867 /* assumes rq->lock is held */
1868 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1869 {
1870         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1871                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1872 }
1873
1874 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1875 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1876 {
1877         if (rq->post_schedule) {
1878                 unsigned long flags;
1879
1880                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1881                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1882                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1884
1885                 rq->post_schedule = 0;
1886         }
1887 }
1888
1889 #else
1890
1891 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1892 {
1893 }
1894
1895 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1896 {
1897 }
1898
1899 #endif
1900
1901 /**
1902  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1903  * @prev: the thread we just switched away from.
1904  */
1905 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1906         __releases(rq->lock)
1907 {
1908         struct rq *rq = this_rq();
1909
1910         finish_task_switch(rq, prev);
1911
1912         /*
1913          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1914          * task_switch?
1915          */
1916         post_schedule(rq);
1917
1918 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1919         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1920         preempt_enable();
1921 #endif
1922         if (current->set_child_tid)
1923                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1924 }
1925
1926 /*
1927  * context_switch - switch to the new MM and the new
1928  * thread's register state.
1929  */
1930 static inline void
1931 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1932                struct task_struct *next)
1933 {
1934         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1935
1936         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1937
1938         mm = next->mm;
1939         oldmm = prev->active_mm;
1940         /*
1941          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1942          * combine the page table reload and the switch backend into
1943          * one hypercall.
1944          */
1945         arch_start_context_switch(prev);
1946
1947         if (!mm) {
1948                 next->active_mm = oldmm;
1949                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1950                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1951         } else
1952                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1953
1954         if (!prev->mm) {
1955                 prev->active_mm = NULL;
1956                 rq->prev_mm = oldmm;
1957         }
1958         /*
1959          * Since the runqueue lock will be released by the next
1960          * task (which is an invalid locking op but in the case
1961          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1962          * do an early lockdep release here:
1963          */
1964 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1965         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1966 #endif
1967
1968         context_tracking_task_switch(prev, next);
1969         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1970         switch_to(prev, next, prev);
1971
1972         barrier();
1973         /*
1974          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1975          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1976          * frame will be invalid.
1977          */
1978         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1979 }
1980
1981 /*
1982  * nr_running and nr_context_switches:
1983  *
1984  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1985  * threads, total number of context switches performed since bootup.
1986  */
1987 unsigned long nr_running(void)
1988 {
1989         unsigned long i, sum = 0;
1990
1991         for_each_online_cpu(i)
1992                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1993
1994         return sum;
1995 }
1996
1997 unsigned long long nr_context_switches(void)
1998 {
1999         int i;
2000         unsigned long long sum = 0;
2001
2002         for_each_possible_cpu(i)
2003                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2004
2005         return sum;
2006 }
2007
2008 unsigned long nr_iowait(void)
2009 {
2010         unsigned long i, sum = 0;
2011
2012         for_each_possible_cpu(i)
2013                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2014
2015         return sum;
2016 }
2017
2018 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2019 {
2020         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2021         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2022 }
2023
2024 unsigned long this_cpu_load(void)
2025 {
2026         struct rq *this = this_rq();
2027         return this->cpu_load[0];
2028 }
2029
2030
2031 /*
2032  * Global load-average calculations
2033  *
2034  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2035  * in order to minimize overhead.
2036  *
2037  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2038  * nr_uninterruptible.
2039  *
2040  * Once every LOAD_FREQ:
2041  *
2042  *   nr_active = 0;
2043  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2044  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2045  *
2046  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2047  *
2048  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2049  *
2050  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2051  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2052  *    to calculating nr_active.
2053  *
2054  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2055  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2056  *
2057  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2058  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2059  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2060  *
2061  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2062  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2063  *    cpu to have completed this task.
2064  *
2065  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2066  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2067  *
2068  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2069  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2070  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2071  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2072  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2073  *    all cpus yields the correct result.
2074  *
2075  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2076  */
2077
2078 /* Variables and functions for calc_load */
2079 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2080 static unsigned long calc_load_update;
2081 unsigned long avenrun[3];
2082 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2083
2084 /**
2085  * get_avenrun - get the load average array
2086  * @loads:      pointer to dest load array
2087  * @offset:     offset to add
2088  * @shift:      shift count to shift the result left
2089  *
2090  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2091  */
2092 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2093 {
2094         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2095         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2096         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2097 }
2098
2099 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2100 {
2101         long nr_active, delta = 0;
2102
2103         nr_active = this_rq->nr_running;
2104         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2105
2106         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2107                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2108                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2109         }
2110
2111         return delta;
2112 }
2113
2114 /*
2115  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2116  */
2117 static unsigned long
2118 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2119 {
2120         load *= exp;
2121         load += active * (FIXED_1 - exp);
2122         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2123         return load >> FSHIFT;
2124 }
2125
2126 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2127 /*
2128  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2129  *
2130  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2131  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2132  * NO_HZ.
2133  *
2134  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2135  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2136  * when we read the global state.
2137  *
2138  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2139  *
2140  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2141  *    contribution, causing under-accounting.
2142  *
2143  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2144  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2145  *
2146  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2147  *
2148  *        0s            5s            10s           15s
2149  *          +10           +10           +10           +10
2150  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2151  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2152  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2153  *
2154  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2155  *    accumlating the new one.
2156  *
2157  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2158  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2159  *    busy state.
2160  *
2161  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2162  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2163  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2164  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2165  *    LOAD_FREQ intervals.
2166  *
2167  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2168  */
2169 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2170 static int calc_load_idx;
2171
2172 static inline int calc_load_write_idx(void)
2173 {
2174         int idx = calc_load_idx;
2175
2176         /*
2177          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2178          * need to observe the new update time.
2179          */
2180         smp_rmb();
2181
2182         /*
2183          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2184          * next idle-delta.
2185          */
2186         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2187                 idx++;
2188
2189         return idx & 1;
2190 }
2191
2192 static inline int calc_load_read_idx(void)
2193 {
2194         return calc_load_idx & 1;
2195 }
2196
2197 void calc_load_enter_idle(void)
2198 {
2199         struct rq *this_rq = this_rq();
2200         long delta;
2201
2202         /*
2203          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2204          * into the pending idle delta.
2205          */
2206         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2207         if (delta) {
2208                 int idx = calc_load_write_idx();
2209                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2210         }
2211 }
2212
2213 void calc_load_exit_idle(void)
2214 {
2215         struct rq *this_rq = this_rq();
2216
2217         /*
2218          * If we're still before the sample window, we're done.
2219          */
2220         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2221                 return;
2222
2223         /*
2224          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2225          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2226          * sync up for the next window.
2227          */
2228         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2229         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2230                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2231 }
2232
2233 static long calc_load_fold_idle(void)
2234 {
2235         int idx = calc_load_read_idx();
2236         long delta = 0;
2237
2238         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2239                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2240
2241         return delta;
2242 }
2243
2244 /**
2245  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2246  *
2247  * @x:         base of the power
2248  * @frac_bits: fractional bits of @x
2249  * @n:         power to raise @x to.
2250  *
2251  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2252  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2253  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2254  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2255  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2256  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2257  * vector.
2258  */
2259 static unsigned long
2260 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2261 {
2262         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2263
2264         if (n) for (;;) {
2265                 if (n & 1) {
2266                         result *= x;
2267                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2268                         result >>= frac_bits;
2269                 }
2270                 n >>= 1;
2271                 if (!n)
2272                         break;
2273                 x *= x;
2274                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2275                 x >>= frac_bits;
2276         }
2277
2278         return result;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2283  *
2284  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2285  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2286  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2287  *
2288  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2289  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2290  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2291  *
2292  *  ...
2293  *
2294  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2295  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2296  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2297  *
2298  * [1] application of the geometric series:
2299  *
2300  *              n         1 - x^(n+1)
2301  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2302  *             i=0          1 - x
2303  */
2304 static unsigned long
2305 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2306             unsigned long active, unsigned int n)
2307 {
2308
2309         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2314  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2315  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2316  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2317  *
2318  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2319  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2320  */
2321 static void calc_global_nohz(void)
2322 {
2323         long delta, active, n;
2324
2325         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2326                 /*
2327                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2328                  */
2329                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2330                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2331
2332                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2333                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2334
2335                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2336                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2337                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2338
2339                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2340         }
2341
2342         /*
2343          * Flip the idle index...
2344          *
2345          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2346          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2347          * index, this avoids a double flip messing things up.
2348          */
2349         smp_wmb();
2350         calc_load_idx++;
2351 }
2352 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2353
2354 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2355 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2356
2357 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2358
2359 /*
2360  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2361  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2362  */
2363 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2364 {
2365         long active, delta;
2366
2367         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2368                 return;
2369
2370         /*
2371          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2372          */
2373         delta = calc_load_fold_idle();
2374         if (delta)
2375                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2376
2377         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2378         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2379
2380         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2381         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2382         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2383
2384         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2385
2386         /*
2387          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2388          */
2389         calc_global_nohz();
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2394  * active count.
2395  */
2396 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2397 {
2398         long delta;
2399
2400         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2401                 return;
2402
2403         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2404         if (delta)
2405                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2406
2407         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * End of global load-average stuff
2412  */
2413
2414 /*
2415  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2416  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2417  *
2418  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2419  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2420  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2421  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2422  *
2423  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2424  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2425  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2426  *
2427  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2428  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2429  * particular idx is approximated to be zero.
2430  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2431  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2432  * based on 128 point scale.
2433  * Example:
2434  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2435  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2436  *
2437  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2438  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2439  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2440  */
2441 #define DEGRADE_SHIFT           7
2442 static const unsigned char
2443                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2444 static const unsigned char
2445                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2446                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2447                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2448                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2449                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2450                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2451
2452 /*
2453  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2454  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2455  * adding any new load.
2456  */
2457 static unsigned long
2458 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2459 {
2460         int j = 0;
2461
2462         if (!missed_updates)
2463                 return load;
2464
2465         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2466                 return 0;
2467
2468         if (idx == 1)
2469                 return load >> missed_updates;
2470
2471         while (missed_updates) {
2472                 if (missed_updates % 2)
2473                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2474
2475                 missed_updates >>= 1;
2476                 j++;
2477         }
2478         return load;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2483  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2484  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2485  */
2486 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2487                               unsigned long pending_updates)
2488 {
2489         int i, scale;
2490
2491         this_rq->nr_load_updates++;
2492
2493         /* Update our load: */
2494         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2495         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2496                 unsigned long old_load, new_load;
2497
2498                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2499
2500                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2501                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2502                 new_load = this_load;
2503                 /*
2504                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2505                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2506                  * example.
2507                  */
2508                 if (new_load > old_load)
2509                         new_load += scale - 1;
2510
2511                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2512         }
2513
2514         sched_avg_update(this_rq);
2515 }
2516
2517 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2518 /*
2519  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2520  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2521  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2522  *
2523  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2524  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2525  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2526  * (tick_nohz_idle_exit).
2527  *
2528  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2529  */
2530
2531 /*
2532  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2533  * idle balance.
2534  */
2535 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2536 {
2537         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2538         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2539         unsigned long pending_updates;
2540
2541         /*
2542          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2543          */
2544         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2545                 return;
2546
2547         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2548         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2549
2550         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2555  */
2556 void update_cpu_load_nohz(void)
2557 {
2558         struct rq *this_rq = this_rq();
2559         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2560         unsigned long pending_updates;
2561
2562         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2563                 return;
2564
2565         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2566         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2567         if (pending_updates) {
2568                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2569                 /*
2570                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2571                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2572                  */
2573                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2574         }
2575         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2576 }
2577 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2578
2579 /*
2580  * Called from scheduler_tick()
2581  */
2582 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2583 {
2584         /*
2585          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2586          */
2587         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2588         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2589
2590         calc_load_account_active(this_rq);
2591 }
2592
2593 #ifdef CONFIG_SMP
2594
2595 /*
2596  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2597  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2598  */
2599 void sched_exec(void)
2600 {
2601         struct task_struct *p = current;
2602         unsigned long flags;
2603         int dest_cpu;
2604
2605         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2606         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2607         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2608                 goto unlock;
2609
2610         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2611                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2612
2613                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2614                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2615                 return;
2616         }
2617 unlock:
2618         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2619 }
2620
2621 #endif
2622
2623 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2624 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2625
2626 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2627 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2628
2629 /*
2630  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2631  * @p in case that task is currently running.
2632  *
2633  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2634  */
2635 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2636 {
2637         u64 ns = 0;
2638
2639         if (task_current(rq, p)) {
2640                 update_rq_clock(rq);
2641                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2642                 if ((s64)ns < 0)
2643                         ns = 0;
2644         }
2645
2646         return ns;
2647 }
2648
2649 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2650 {
2651         unsigned long flags;
2652         struct rq *rq;
2653         u64 ns = 0;
2654
2655         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2656         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2657         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2658
2659         return ns;
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Return accounted runtime for the task.
2664  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2665  * pending runtime that have not been accounted yet.
2666  */
2667 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2668 {
2669         unsigned long flags;
2670         struct rq *rq;
2671         u64 ns = 0;
2672
2673         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2674         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2675         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2676
2677         return ns;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2682  * We call it with interrupts disabled.
2683  */
2684 void scheduler_tick(void)
2685 {
2686         int cpu = smp_processor_id();
2687         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2688         struct task_struct *curr = rq->curr;
2689
2690         sched_clock_tick();
2691
2692         raw_spin_lock(&rq->lock);
2693         update_rq_clock(rq);
2694         update_cpu_load_active(rq);
2695         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2696         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2697
2698         perf_event_task_tick();
2699
2700 #ifdef CONFIG_SMP
2701         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2702         trigger_load_balance(rq, cpu);
2703 #endif
2704 }
2705
2706 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2707 {
2708         if (in_lock_functions(addr)) {
2709                 addr = CALLER_ADDR2;
2710                 if (in_lock_functions(addr))
2711                         addr = CALLER_ADDR3;
2712         }
2713         return addr;
2714 }
2715
2716 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2717                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2718
2719 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2720 {
2721 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2722         /*
2723          * Underflow?
2724          */
2725         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2726                 return;
2727 #endif
2728         preempt_count() += val;
2729 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2730         /*
2731          * Spinlock count overflowing soon?
2732          */
2733         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2734                                 PREEMPT_MASK - 10);
2735 #endif
2736         if (preempt_count() == val)
2737                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2740
2741 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2742 {
2743 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2744         /*
2745          * Underflow?
2746          */
2747         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2748                 return;
2749         /*
2750          * Is the spinlock portion underflowing?
2751          */
2752         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2753                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2754                 return;
2755 #endif
2756
2757         if (preempt_count() == val)
2758                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2759         preempt_count() -= val;
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2762
2763 #endif
2764
2765 /*
2766  * Print scheduling while atomic bug:
2767  */
2768 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2769 {
2770         if (oops_in_progress)
2771                 return;
2772
2773         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2774                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2775
2776         debug_show_held_locks(prev);
2777         print_modules();
2778         if (irqs_disabled())
2779                 print_irqtrace_events(prev);
2780         dump_stack();
2781         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2786  */
2787 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2788 {
2789         /*
2790          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2791          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2792          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2793          */
2794         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2795                 __schedule_bug(prev);
2796         rcu_sleep_check();
2797
2798         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2799
2800         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2801 }
2802
2803 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2804 {
2805         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2806                 update_rq_clock(rq);
2807         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Pick up the highest-prio task:
2812  */
2813 static inline struct task_struct *
2814 pick_next_task(struct rq *rq)
2815 {
2816         const struct sched_class *class;
2817         struct task_struct *p;
2818
2819         /*
2820          * Optimization: we know that if all tasks are in
2821          * the fair class we can call that function directly:
2822          */
2823         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2824                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2825                 if (likely(p))
2826                         return p;
2827         }
2828
2829         for_each_class(class) {
2830                 p = class->pick_next_task(rq);
2831                 if (p)
2832                         return p;
2833         }
2834
2835         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2836 }
2837
2838 /*
2839  * __schedule() is the main scheduler function.
2840  *
2841  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2842  *
2843  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2844  *
2845  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2846  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2847  *
2848  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2849  *      interrupt handler scheduler_tick().
2850  *
2851  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2852  *      task to the run-queue and that's it.
2853  *
2854  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2855  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2856  *      called on the nearest possible occasion:
2857  *
2858  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2859  *
2860  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2861  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2862  *           spin_unlock()!)
2863  *
2864  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2865  *           preemptible context
2866  *
2867  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2868  *         then at the next:
2869  *
2870  *          - cond_resched() call
2871  *          - explicit schedule() call
2872  *          - return from syscall or exception to user-space
2873  *          - return from interrupt-handler to user-space
2874  */
2875 static void __sched __schedule(void)
2876 {
2877         struct task_struct *prev, *next;
2878         unsigned long *switch_count;
2879         struct rq *rq;
2880         int cpu;
2881
2882 need_resched:
2883         preempt_disable();
2884         cpu = smp_processor_id();
2885         rq = cpu_rq(cpu);
2886         rcu_note_context_switch(cpu);
2887         prev = rq->curr;
2888
2889         schedule_debug(prev);
2890
2891         if (sched_feat(HRTICK))
2892                 hrtick_clear(rq);
2893
2894         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2895
2896         switch_count = &prev->nivcsw;
2897         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2898                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2899                         prev->state = TASK_RUNNING;
2900                 } else {
2901                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2902                         prev->on_rq = 0;
2903
2904                         /*
2905                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2906                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2907                          * concurrency.
2908                          */
2909                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2910                                 struct task_struct *to_wakeup;
2911
2912                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2913                                 if (to_wakeup)
2914                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2915                         }
2916                 }
2917                 switch_count = &prev->nvcsw;
2918         }
2919
2920         pre_schedule(rq, prev);
2921
2922         if (unlikely(!rq->nr_running))
2923                 idle_balance(cpu, rq);
2924
2925         put_prev_task(rq, prev);
2926         next = pick_next_task(rq);
2927         clear_tsk_need_resched(prev);
2928         rq->skip_clock_update = 0;
2929
2930         if (likely(prev != next)) {
2931                 rq->nr_switches++;
2932                 rq->curr = next;
2933                 ++*switch_count;
2934
2935                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2936                 /*
2937                  * The context switch have flipped the stack from under us
2938                  * and restored the local variables which were saved when
2939                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2940                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2941                  */
2942                 cpu = smp_processor_id();
2943                 rq = cpu_rq(cpu);
2944         } else
2945                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2946
2947         post_schedule(rq);
2948
2949         sched_preempt_enable_no_resched();
2950         if (need_resched())
2951                 goto need_resched;
2952 }
2953
2954 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2955 {
2956         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2957                 return;
2958         /*
2959          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2960          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2961          */
2962         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2963                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2964 }
2965
2966 asmlinkage void __sched schedule(void)
2967 {
2968         struct task_struct *tsk = current;
2969
2970         sched_submit_work(tsk);
2971         __schedule();
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2974
2975 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2976 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2977 {
2978         /*
2979          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2980          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2981          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2982          * we find a better solution.
2983          */
2984         user_exit();
2985         schedule();
2986         user_enter();
2987 }
2988 #endif
2989
2990 /**
2991  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2992  *
2993  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2994  */
2995 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2996 {
2997         sched_preempt_enable_no_resched();
2998         schedule();
2999         preempt_disable();
3000 }
3001
3002 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3003 /*
3004  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3005  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3006  * occur there and call schedule directly.
3007  */
3008 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3009 {
3010         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3011
3012         /*
3013          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3014          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3015          */
3016         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3017                 return;
3018
3019         do {
3020                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3021                 __schedule();
3022                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3023
3024                 /*
3025                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3026                  * between schedule and now.
3027                  */
3028                 barrier();
3029         } while (need_resched());
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3032
3033 /*
3034  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3035  * off of irq context.
3036  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3037  * protect us against recursive calling from irq.
3038  */
3039 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3040 {
3041         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3042
3043         /* Catch callers which need to be fixed */
3044         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3045
3046         user_exit();
3047         do {
3048                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3049                 local_irq_enable();
3050                 __schedule();
3051                 local_irq_disable();
3052                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3053
3054                 /*
3055                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3056                  * between schedule and now.
3057                  */
3058                 barrier();
3059         } while (need_resched());
3060 }
3061
3062 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3063
3064 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3065                           void *key)
3066 {
3067         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3068 }
3069 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3070
3071 /*
3072  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3073  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3074  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3075  *
3076  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3077  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3078  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3079  */
3080 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3081                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3082 {
3083         wait_queue_t *curr, *next;
3084
3085         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3086                 unsigned flags = curr->flags;
3087
3088                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3089                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3090                         break;
3091         }
3092 }
3093
3094 /**
3095  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3096  * @q: the waitqueue
3097  * @mode: which threads
3098  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3099  * @key: is directly passed to the wakeup function
3100  *
3101  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3102  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3103  */
3104 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3105                         int nr_exclusive, void *key)
3106 {
3107         unsigned long flags;
3108
3109         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3110         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3111         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3112 }
3113 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3114
3115 /*
3116  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3117  */
3118 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3119 {
3120         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3123
3124 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3125 {
3126         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3127 }
3128 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3129
3130 /**
3131  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3132  * @q: the waitqueue
3133  * @mode: which threads
3134  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3135  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3136  *
3137  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3138  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3139  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3140  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3141  *
3142  * On UP it can prevent extra preemption.
3143  *
3144  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3145  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3146  */
3147 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3148                         int nr_exclusive, void *key)
3149 {
3150         unsigned long flags;
3151         int wake_flags = WF_SYNC;
3152
3153         if (unlikely(!q))
3154                 return;
3155
3156         if (unlikely(!nr_exclusive))
3157                 wake_flags = 0;
3158
3159         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3160         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3161         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3164
3165 /*
3166  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3167  */
3168 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3169 {
3170         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3171 }
3172 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3173
3174 /**
3175  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3176  * @x:  holds the state of this particular completion
3177  *
3178  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3179  * awakened in the same order in which they were queued.
3180  *
3181  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3182  *
3183  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3184  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3185  */
3186 void complete(struct completion *x)
3187 {
3188         unsigned long flags;
3189
3190         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3191         x->done++;
3192         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3193         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL(complete);
3196
3197 /**
3198  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3199  * @x:  holds the state of this particular completion
3200  *
3201  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3202  *
3203  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3204  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3205  */
3206 void complete_all(struct completion *x)
3207 {
3208         unsigned long flags;
3209
3210         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3211         x->done += UINT_MAX/2;
3212         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3213         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3216
3217 static inline long __sched
3218 do_wait_for_common(struct completion *x,
3219                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3220 {
3221         if (!x->done) {
3222                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3223
3224                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3225                 do {
3226                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3227                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3228                                 break;
3229                         }
3230                         __set_current_state(state);
3231                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3232                         timeout = action(timeout);
3233                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3234                 } while (!x->done && timeout);
3235                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3236                 if (!x->done)
3237                         return timeout;
3238         }
3239         x->done--;
3240         return timeout ?: 1;
3241 }
3242
3243 static inline long __sched
3244 __wait_for_common(struct completion *x,
3245                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3246 {
3247         might_sleep();
3248
3249         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3250         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3251         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3252         return timeout;
3253 }
3254
3255 static long __sched
3256 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3257 {
3258         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3259 }
3260
3261 static long __sched
3262 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3263 {
3264         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3265 }
3266
3267 /**
3268  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3269  * @x:  holds the state of this particular completion
3270  *
3271  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3272  * interruptible and there is no timeout.
3273  *
3274  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3275  * and interrupt capability. Also see complete().
3276  */
3277 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3278 {
3279         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3280 }
3281 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3282
3283 /**
3284  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3285  * @x:  holds the state of this particular completion
3286  * @timeout:  timeout value in jiffies
3287  *
3288  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3289  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3290  * interruptible.
3291  *
3292  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3293  * jiffies left till timeout) if completed.
3294  */
3295 unsigned long __sched
3296 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3297 {
3298         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3301
3302 /**
3303  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3304  * @x:  holds the state of this particular completion
3305  *
3306  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3307  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3308  * for IO.
3309  */
3310 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3311 {
3312         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3315
3316 /**
3317  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3318  * @x:  holds the state of this particular completion
3319  * @timeout:  timeout value in jiffies
3320  *
3321  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3322  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3323  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3324  *
3325  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3326  * jiffies left till timeout) if completed.
3327  */
3328 unsigned long __sched
3329 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3330 {
3331         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3332 }
3333 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3334
3335 /**
3336  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3337  * @x:  holds the state of this particular completion
3338  *
3339  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3340  * interruptible.
3341  *
3342  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3343  */
3344 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3345 {
3346         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3347         if (t == -ERESTARTSYS)
3348                 return t;
3349         return 0;
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3352
3353 /**
3354  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3355  * @x:  holds the state of this particular completion
3356  * @timeout:  timeout value in jiffies
3357  *
3358  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3359  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3360  *
3361  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3362  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3363  */
3364 long __sched
3365 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3366                                           unsigned long timeout)
3367 {
3368         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3369 }
3370 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3371
3372 /**
3373  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3374  * @x:  holds the state of this particular completion
3375  *
3376  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3377  * interrupted by a kill signal.
3378  *
3379  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3380  */
3381 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3382 {
3383         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3384         if (t == -ERESTARTSYS)
3385                 return t;
3386         return 0;
3387 }
3388 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3389
3390 /**
3391  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3392  * @x:  holds the state of this particular completion
3393  * @timeout:  timeout value in jiffies
3394  *
3395  * This waits for either a completion of a specific task to be
3396  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3397  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3398  *
3399  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3400  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3401  */
3402 long __sched
3403 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3404                                      unsigned long timeout)
3405 {
3406         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3407 }
3408 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3409
3410 /**
3411  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3412  *      @x:     completion structure
3413  *
3414  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3415  *               1 if a decrement succeeded.
3416  *
3417  *      If a completion is being used as a counting completion,
3418  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3419  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3420  *      is protecting is not available.
3421  */
3422 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3423 {
3424         unsigned long flags;
3425         int ret = 1;
3426
3427         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3428         if (!x->done)
3429                 ret = 0;
3430         else
3431                 x->done--;
3432         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3433         return ret;
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3436
3437 /**
3438  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3439  *      @x:     completion structure
3440  *
3441  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3442  *               1 if there are no waiters.
3443  *
3444  */
3445 bool completion_done(struct completion *x)
3446 {
3447         unsigned long flags;
3448         int ret = 1;
3449
3450         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3451         if (!x->done)
3452                 ret = 0;
3453         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3454         return ret;
3455 }
3456 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3457
3458 static long __sched
3459 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3460 {
3461         unsigned long flags;
3462         wait_queue_t wait;
3463
3464         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3465
3466         __set_current_state(state);
3467
3468         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3469         __add_wait_queue(q, &wait);
3470         spin_unlock(&q->lock);
3471         timeout = schedule_timeout(timeout);
3472         spin_lock_irq(&q->lock);
3473         __remove_wait_queue(q, &wait);
3474         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3475
3476         return timeout;
3477 }
3478
3479 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3480 {
3481         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3484
3485 long __sched
3486 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3487 {
3488         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3491
3492 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3493 {
3494         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3497
3498 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3499 {
3500         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3503
3504 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3505
3506 /*
3507  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3508  * @p: task
3509  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3510  *
3511  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3512  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3513  *
3514  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3515  */
3516 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3517 {
3518         int oldprio, on_rq, running;
3519         struct rq *rq;
3520         const struct sched_class *prev_class;
3521
3522         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3523
3524         rq = __task_rq_lock(p);
3525
3526         /*
3527          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3528          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3529          *
3530          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3531          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3532          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3533          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3534          * with interrupts disabled and will complete the lock
3535          * protected section without being interrupted. So there is no
3536          * real need to boost.
3537          */
3538         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3539                 WARN_ON(p != rq->curr);
3540                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3541                 goto out_unlock;
3542         }
3543
3544         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3545         oldprio = p->prio;
3546         prev_class = p->sched_class;
3547         on_rq = p->on_rq;
3548         running = task_current(rq, p);
3549         if (on_rq)
3550                 dequeue_task(rq, p, 0);
3551         if (running)
3552                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3553
3554         if (rt_prio(prio))
3555                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3556         else
3557                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3558
3559         p->prio = prio;
3560
3561         if (running)
3562                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3563         if (on_rq)
3564                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3565
3566         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3567 out_unlock:
3568         __task_rq_unlock(rq);
3569 }
3570 #endif
3571 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3572 {
3573         int old_prio, delta, on_rq;
3574         unsigned long flags;
3575         struct rq *rq;
3576
3577         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3578                 return;
3579         /*
3580          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3581          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3582          */
3583         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3584         /*
3585          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3586          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3587          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3588          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3589          */
3590         if (task_has_rt_policy(p)) {
3591                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3592                 goto out_unlock;
3593         }
3594         on_rq = p->on_rq;
3595         if (on_rq)
3596                 dequeue_task(rq, p, 0);
3597
3598         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3599         set_load_weight(p);
3600         old_prio = p->prio;
3601         p->prio = effective_prio(p);
3602         delta = p->prio - old_prio;
3603
3604         if (on_rq) {
3605                 enqueue_task(rq, p, 0);
3606                 /*
3607                  * If the task increased its priority or is running and
3608                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3609                  */
3610                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3611                         resched_task(rq->curr);
3612         }
3613 out_unlock:
3614         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3617
3618 /*
3619  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3620  * @p: task
3621  * @nice: nice value
3622  */
3623 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3624 {
3625         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3626         int nice_rlim = 20 - nice;
3627
3628         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3629                 capable(CAP_SYS_NICE));
3630 }
3631
3632 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3633
3634 /*
3635  * sys_nice - change the priority of the current process.
3636  * @increment: priority increment
3637  *
3638  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3639  * does similar things.
3640  */
3641 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3642 {
3643         long nice, retval;
3644
3645         /*
3646          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3647          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3648          * and we have a single winner.
3649          */
3650         if (increment < -40)
3651                 increment = -40;
3652         if (increment > 40)
3653                 increment = 40;
3654
3655         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3656         if (nice < -20)
3657                 nice = -20;
3658         if (nice > 19)
3659                 nice = 19;
3660
3661         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3662                 return -EPERM;
3663
3664         retval = security_task_setnice(current, nice);
3665         if (retval)
3666                 return retval;
3667
3668         set_user_nice(current, nice);
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 #endif
3673
3674 /**
3675  * task_prio - return the priority value of a given task.
3676  * @p: the task in question.
3677  *
3678  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3679  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3680  * around 0, value goes from -16 to +15.
3681  */
3682 int task_prio(const struct task_struct *p)
3683 {
3684         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3685 }
3686
3687 /**
3688  * task_nice - return the nice value of a given task.
3689  * @p: the task in question.
3690  */
3691 int task_nice(const struct task_struct *p)
3692 {
3693         return TASK_NICE(p);
3694 }
3695 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3696
3697 /**
3698  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3699  * @cpu: the processor in question.
3700  */
3701 int idle_cpu(int cpu)
3702 {
3703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3704
3705         if (rq->curr != rq->idle)
3706                 return 0;
3707
3708         if (rq->nr_running)
3709                 return 0;
3710
3711 #ifdef CONFIG_SMP
3712         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3713                 return 0;
3714 #endif
3715
3716         return 1;
3717 }
3718
3719 /**
3720  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3721  * @cpu: the processor in question.
3722  */
3723 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3724 {
3725         return cpu_rq(cpu)->idle;
3726 }
3727
3728 /**
3729  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3730  * @pid: the pid in question.
3731  */
3732 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3733 {
3734         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3735 }
3736
3737 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3738 static void
3739 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3740 {
3741         p->policy = policy;
3742         p->rt_priority = prio;
3743         p->normal_prio = normal_prio(p);
3744         /* we are holding p->pi_lock already */
3745         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3746         if (rt_prio(p->prio))
3747                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3748         else
3749                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3750         set_load_weight(p);
3751 }
3752
3753 /*
3754  * check the target process has a UID that matches the current process's
3755  */
3756 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3757 {
3758         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3759         bool match;
3760
3761         rcu_read_lock();
3762         pcred = __task_cred(p);
3763         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3764                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3765         rcu_read_unlock();
3766         return match;
3767 }
3768
3769 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3770                                 const struct sched_param *param, bool user)
3771 {
3772         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3773         unsigned long flags;
3774         const struct sched_class *prev_class;
3775         struct rq *rq;
3776         int reset_on_fork;
3777
3778         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3779         BUG_ON(in_interrupt());
3780 recheck:
3781         /* double check policy once rq lock held */
3782         if (policy < 0) {
3783                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3784                 policy = oldpolicy = p->policy;
3785         } else {
3786                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3787                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3788
3789                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3790                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3791                                 policy != SCHED_IDLE)
3792                         return -EINVAL;
3793         }
3794
3795         /*
3796          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3797          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3798          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3799          */
3800         if (param->sched_priority < 0 ||
3801             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3802             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3803                 return -EINVAL;
3804         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3805                 return -EINVAL;
3806
3807         /*
3808          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3809          */
3810         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3811                 if (rt_policy(policy)) {
3812                         unsigned long rlim_rtprio =
3813                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3814
3815                         /* can't set/change the rt policy */
3816                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3817                                 return -EPERM;
3818
3819                         /* can't increase priority */
3820                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3821                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3822                                 return -EPERM;
3823                 }
3824
3825                 /*
3826                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3827                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3828                  */
3829                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3830                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3831                                 return -EPERM;
3832                 }
3833
3834                 /* can't change other user's priorities */
3835                 if (!check_same_owner(p))
3836                         return -EPERM;
3837
3838                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3839                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3840                         return -EPERM;
3841         }
3842
3843         if (user) {
3844                 retval = security_task_setscheduler(p);
3845                 if (retval)
3846                         return retval;
3847         }
3848
3849         /*
3850          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3851          * changing the priority of the task:
3852          *
3853          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3854          * runqueue lock must be held.
3855          */
3856         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3857
3858         /*
3859          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3860          */
3861         if (p == rq->stop) {
3862                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3863                 return -EINVAL;
3864         }
3865
3866         /*
3867          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3868          */
3869         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3870                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3871                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3872                 return 0;
3873         }
3874
3875 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3876         if (user) {
3877                 /*
3878                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3879                  * assigned.
3880                  */
3881                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3882                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3883                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3884                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3885                         return -EPERM;
3886                 }
3887         }
3888 #endif
3889
3890         /* recheck policy now with rq lock held */
3891         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3892                 policy = oldpolicy = -1;
3893                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3894                 goto recheck;
3895         }
3896         on_rq = p->on_rq;
3897         running = task_current(rq, p);
3898         if (on_rq)
3899                 dequeue_task(rq, p, 0);
3900         if (running)
3901                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3902
3903         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3904
3905         oldprio = p->prio;
3906         prev_class = p->sched_class;
3907         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3908
3909         if (running)
3910                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3911         if (on_rq)
3912                 enqueue_task(rq, p, 0);
3913
3914         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3915         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3916
3917         rt_mutex_adjust_pi(p);
3918
3919         return 0;
3920 }
3921
3922 /**
3923  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3924  * @p: the task in question.
3925  * @policy: new policy.
3926  * @param: structure containing the new RT priority.
3927  *
3928  * NOTE that the task may be already dead.
3929  */
3930 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3931                        const struct sched_param *param)
3932 {
3933         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3934 }
3935 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3936
3937 /**
3938  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3939  * @p: the task in question.
3940  * @policy: new policy.
3941  * @param: structure containing the new RT priority.
3942  *
3943  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3944  * current context has permission.  For example, this is needed in
3945  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3946  * but our caller might not have that capability.
3947  */
3948 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3949                                const struct sched_param *param)
3950 {
3951         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3952 }
3953
3954 static int
3955 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3956 {
3957         struct sched_param lparam;
3958         struct task_struct *p;
3959         int retval;
3960
3961         if (!param || pid < 0)
3962                 return -EINVAL;
3963         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3964                 return -EFAULT;
3965
3966         rcu_read_lock();
3967         retval = -ESRCH;
3968         p = find_process_by_pid(pid);
3969         if (p != NULL)
3970                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3971         rcu_read_unlock();
3972
3973         return retval;
3974 }
3975
3976 /**
3977  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3978  * @pid: the pid in question.
3979  * @policy: new policy.
3980  * @param: structure containing the new RT priority.
3981  */
3982 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3983                 struct sched_param __user *, param)
3984 {
3985         /* negative values for policy are not valid */
3986         if (policy < 0)
3987                 return -EINVAL;
3988
3989         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
3990 }
3991
3992 /**
3993  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
3994  * @pid: the pid in question.
3995  * @param: structure containing the new RT priority.
3996  */
3997 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3998 {
3999         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4000 }
4001
4002 /**
4003  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4004  * @pid: the pid in question.
4005  */
4006 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4007 {
4008         struct task_struct *p;
4009         int retval;
4010
4011         if (pid < 0)
4012                 return -EINVAL;
4013
4014         retval = -ESRCH;
4015         rcu_read_lock();
4016         p = find_process_by_pid(pid);
4017         if (p) {
4018                 retval = security_task_getscheduler(p);
4019                 if (!retval)
4020                         retval = p->policy
4021                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4022         }
4023         rcu_read_unlock();
4024         return retval;
4025 }
4026
4027 /**
4028  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4029  * @pid: the pid in question.
4030  * @param: structure containing the RT priority.
4031  */
4032 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4033 {
4034         struct sched_param lp;
4035         struct task_struct *p;
4036         int retval;
4037
4038         if (!param || pid < 0)
4039                 return -EINVAL;
4040
4041         rcu_read_lock();
4042         p = find_process_by_pid(pid);
4043         retval = -ESRCH;
4044         if (!p)
4045                 goto out_unlock;
4046
4047         retval = security_task_getscheduler(p);
4048         if (retval)
4049                 goto out_unlock;
4050
4051         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4052         rcu_read_unlock();
4053
4054         /*
4055          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4056          */
4057         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4058
4059         return retval;
4060
4061 out_unlock:
4062         rcu_read_unlock();
4063         return retval;
4064 }
4065
4066 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4067 {
4068         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4069         struct task_struct *p;
4070         int retval;
4071
4072         get_online_cpus();
4073         rcu_read_lock();
4074
4075         p = find_process_by_pid(pid);
4076         if (!p) {
4077                 rcu_read_unlock();
4078                 put_online_cpus();
4079                 return -ESRCH;
4080         }
4081
4082         /* Prevent p going away */
4083         get_task_struct(p);
4084         rcu_read_unlock();
4085
4086         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4087                 retval = -EINVAL;
4088                 goto out_put_task;
4089         }
4090         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4091                 retval = -ENOMEM;
4092                 goto out_put_task;
4093         }
4094         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4095                 retval = -ENOMEM;
4096                 goto out_free_cpus_allowed;
4097         }
4098         retval = -EPERM;
4099         if (!check_same_owner(p)) {
4100                 rcu_read_lock();
4101                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4102                         rcu_read_unlock();
4103                         goto out_unlock;
4104                 }
4105                 rcu_read_unlock();
4106         }
4107
4108         retval = security_task_setscheduler(p);
4109         if (retval)
4110                 goto out_unlock;
4111
4112         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4113         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4114 again:
4115         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4116
4117         if (!retval) {
4118                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4119                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4120                         /*
4121                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4122                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4123                          * cpuset's cpus_allowed
4124                          */
4125                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4126                         goto again;
4127                 }
4128         }
4129 out_unlock:
4130         free_cpumask_var(new_mask);
4131 out_free_cpus_allowed:
4132         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4133 out_put_task:
4134         put_task_struct(p);
4135         put_online_cpus();
4136         return retval;
4137 }
4138
4139 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4140                              struct cpumask *new_mask)
4141 {
4142         if (len < cpumask_size())
4143                 cpumask_clear(new_mask);
4144         else if (len > cpumask_size())
4145                 len = cpumask_size();
4146
4147         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4148 }
4149
4150 /**
4151  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4152  * @pid: pid of the process
4153  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4154  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4155  */
4156 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4157                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4158 {
4159         cpumask_var_t new_mask;
4160         int retval;
4161
4162         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4163                 return -ENOMEM;
4164
4165         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4166         if (retval == 0)
4167                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4168         free_cpumask_var(new_mask);
4169         return retval;
4170 }
4171
4172 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4173 {
4174         struct task_struct *p;
4175         unsigned long flags;
4176         int retval;
4177
4178         get_online_cpus();
4179         rcu_read_lock();
4180
4181         retval = -ESRCH;
4182         p = find_process_by_pid(pid);
4183         if (!p)
4184                 goto out_unlock;
4185
4186         retval = security_task_getscheduler(p);
4187         if (retval)
4188                 goto out_unlock;
4189
4190         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4191         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4192         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4193
4194 out_unlock:
4195         rcu_read_unlock();
4196         put_online_cpus();
4197
4198         return retval;
4199 }
4200
4201 /**
4202  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4203  * @pid: pid of the process
4204  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4205  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4206  */
4207 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4208                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4209 {
4210         int ret;
4211         cpumask_var_t mask;
4212
4213         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4214                 return -EINVAL;
4215         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4216                 return -EINVAL;
4217
4218         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4219                 return -ENOMEM;
4220
4221         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4222         if (ret == 0) {
4223                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4224
4225                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4226                         ret = -EFAULT;
4227                 else
4228                         ret = retlen;
4229         }
4230         free_cpumask_var(mask);
4231
4232         return ret;
4233 }
4234
4235 /**
4236  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4237  *
4238  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4239  * other threads running on this CPU then this function will return.
4240  */
4241 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4242 {
4243         struct rq *rq = this_rq_lock();
4244
4245         schedstat_inc(rq, yld_count);
4246         current->sched_class->yield_task(rq);
4247
4248         /*
4249          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4250          * no need to preempt or enable interrupts:
4251          */
4252         __release(rq->lock);
4253         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4254         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4255         sched_preempt_enable_no_resched();
4256
4257         schedule();
4258
4259         return 0;
4260 }
4261
4262 static inline int should_resched(void)
4263 {
4264         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4265 }
4266
4267 static void __cond_resched(void)
4268 {
4269         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4270         __schedule();
4271         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4272 }
4273
4274 int __sched _cond_resched(void)
4275 {
4276         if (should_resched()) {
4277                 __cond_resched();
4278                 return 1;
4279         }
4280         return 0;
4281 }
4282 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4283
4284 /*
4285  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4286  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4287  *
4288  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4289  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4290  * spin_unlock(), once by hand).
4291  */
4292 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4293 {
4294         int resched = should_resched();
4295         int ret = 0;
4296
4297         lockdep_assert_held(lock);
4298
4299         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4300                 spin_unlock(lock);
4301                 if (resched)
4302                         __cond_resched();
4303                 else
4304                         cpu_relax();
4305                 ret = 1;
4306                 spin_lock(lock);
4307         }
4308         return ret;
4309 }
4310 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4311
4312 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4313 {
4314         BUG_ON(!in_softirq());
4315
4316         if (should_resched()) {
4317                 local_bh_enable();
4318                 __cond_resched();
4319                 local_bh_disable();
4320                 return 1;
4321         }
4322         return 0;
4323 }
4324 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4325
4326 /**
4327  * yield - yield the current processor to other threads.
4328  *
4329  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4330  *
4331  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4332  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4333  * it, its already broken.
4334  *
4335  * Typical broken usage is:
4336  *
4337  * while (!event)
4338  *      yield();
4339  *
4340  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4341  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4342  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4343  *
4344  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4345  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4346  * If you still want to use yield(), do not!
4347  */
4348 void __sched yield(void)
4349 {
4350         set_current_state(TASK_RUNNING);
4351         sys_sched_yield();
4352 }
4353 EXPORT_SYMBOL(yield);
4354
4355 /**
4356  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4357  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4358  * processor it's on.
4359  * @p: target task
4360  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4361  *
4362  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4363  * can't go away on us before we can do any checks.
4364  *
4365  * Returns:
4366  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4367  *      false (0) if we failed to boost the target.
4368  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4369  */
4370 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4371 {
4372         struct task_struct *curr = current;
4373         struct rq *rq, *p_rq;
4374         unsigned long flags;
4375         int yielded = 0;
4376
4377         local_irq_save(flags);
4378         rq = this_rq();
4379
4380 again:
4381         p_rq = task_rq(p);
4382         /*
4383          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4384          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4385          */
4386         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4387                 yielded = -ESRCH;
4388                 goto out_irq;
4389         }
4390
4391         double_rq_lock(rq, p_rq);
4392         while (task_rq(p) != p_rq) {
4393                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4394                 goto again;
4395         }
4396
4397         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4398                 goto out_unlock;
4399
4400         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4401                 goto out_unlock;
4402
4403         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4404                 goto out_unlock;
4405
4406         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4407         if (yielded) {
4408                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4409                 /*
4410                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4411                  * fairness.
4412                  */
4413                 if (preempt && rq != p_rq)
4414                         resched_task(p_rq->curr);
4415         }
4416
4417 out_unlock:
4418         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4419 out_irq:
4420         local_irq_restore(flags);
4421
4422         if (yielded > 0)
4423                 schedule();
4424
4425         return yielded;
4426 }
4427 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4428
4429 /*
4430  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4431  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4432  */
4433 void __sched io_schedule(void)
4434 {
4435         struct rq *rq = raw_rq();
4436
4437         delayacct_blkio_start();
4438         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4439         blk_flush_plug(current);
4440         current->in_iowait = 1;
4441         schedule();
4442         current->in_iowait = 0;
4443         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4444         delayacct_blkio_end();
4445 }
4446 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4447
4448 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4449 {
4450         struct rq *rq = raw_rq();
4451         long ret;
4452
4453         delayacct_blkio_start();
4454         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4455         blk_flush_plug(current);
4456         current->in_iowait = 1;
4457         ret = schedule_timeout(timeout);
4458         current->in_iowait = 0;
4459         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4460         delayacct_blkio_end();
4461         return ret;
4462 }
4463
4464 /**
4465  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4466  * @policy: scheduling class.
4467  *
4468  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4469  * by a given scheduling class.
4470  */
4471 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4472 {
4473         int ret = -EINVAL;
4474
4475         switch (policy) {
4476         case SCHED_FIFO:
4477         case SCHED_RR:
4478                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4479                 break;
4480         case SCHED_NORMAL:
4481         case SCHED_BATCH:
4482         case SCHED_IDLE:
4483                 ret = 0;
4484                 break;
4485         }
4486         return ret;
4487 }
4488
4489 /**
4490  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4491  * @policy: scheduling class.
4492  *
4493  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4494  * by a given scheduling class.
4495  */
4496 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4497 {
4498         int ret = -EINVAL;
4499
4500         switch (policy) {
4501         case SCHED_FIFO:
4502         case SCHED_RR:
4503                 ret = 1;
4504                 break;
4505         case SCHED_NORMAL:
4506         case SCHED_BATCH:
4507         case SCHED_IDLE:
4508                 ret = 0;
4509         }
4510         return ret;
4511 }
4512
4513 /**
4514  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4515  * @pid: pid of the process.
4516  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4517  *
4518  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4519  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4520  */
4521 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4522                 struct timespec __user *, interval)
4523 {
4524         struct task_struct *p;
4525         unsigned int time_slice;
4526         unsigned long flags;
4527         struct rq *rq;
4528         int retval;
4529         struct timespec t;
4530
4531         if (pid < 0)
4532                 return -EINVAL;
4533
4534         retval = -ESRCH;
4535         rcu_read_lock();
4536         p = find_process_by_pid(pid);
4537         if (!p)
4538                 goto out_unlock;
4539
4540         retval = security_task_getscheduler(p);
4541         if (retval)
4542                 goto out_unlock;
4543
4544         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4545         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4546         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4547
4548         rcu_read_unlock();
4549         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4550         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4551         return retval;
4552
4553 out_unlock:
4554         rcu_read_unlock();
4555         return retval;
4556 }
4557
4558 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4559
4560 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4561 {
4562         unsigned long free = 0;
4563         int ppid;
4564         unsigned state;
4565
4566         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4567         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4568                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4569 #if BITS_PER_LONG == 32
4570         if (state == TASK_RUNNING)
4571                 printk(KERN_CONT " running  ");
4572         else
4573                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4574 #else
4575         if (state == TASK_RUNNING)
4576                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4577         else
4578                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4579 #endif
4580 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4581         free = stack_not_used(p);
4582 #endif
4583         rcu_read_lock();
4584         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4585         rcu_read_unlock();
4586         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4587                 task_pid_nr(p), ppid,
4588                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4589
4590         show_stack(p, NULL);
4591 }
4592
4593 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4594 {
4595         struct task_struct *g, *p;
4596
4597 #if BITS_PER_LONG == 32
4598         printk(KERN_INFO
4599                 "  task                PC stack   pid father\n");
4600 #else
4601         printk(KERN_INFO
4602                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4603 #endif
4604         rcu_read_lock();
4605         do_each_thread(g, p) {
4606                 /*
4607                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4608                  * console might take a lot of time:
4609                  */
4610                 touch_nmi_watchdog();
4611                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4612                         sched_show_task(p);
4613         } while_each_thread(g, p);
4614
4615         touch_all_softlockup_watchdogs();
4616
4617 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4618         sysrq_sched_debug_show();
4619 #endif
4620         rcu_read_unlock();
4621         /*
4622          * Only show locks if all tasks are dumped:
4623          */
4624         if (!state_filter)
4625                 debug_show_all_locks();
4626 }
4627
4628 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4629 {
4630         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4631 }
4632
4633 /**
4634  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4635  * @idle: task in question
4636  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4637  *
4638  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4639  * flag, to make booting more robust.
4640  */
4641 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4642 {
4643         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4644         unsigned long flags;
4645
4646         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4647
4648         __sched_fork(idle);
4649         idle->state = TASK_RUNNING;
4650         idle->se.exec_start = sched_clock();
4651
4652         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4653         /*
4654          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4655          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4656          * lockdep check in task_group() will fail.
4657          *
4658          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4659          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4660          *
4661          * Silence PROVE_RCU
4662          */
4663         rcu_read_lock();
4664         __set_task_cpu(idle, cpu);
4665         rcu_read_unlock();
4666
4667         rq->curr = rq->idle = idle;
4668 #if defined(CONFIG_SMP)
4669         idle->on_cpu = 1;
4670 #endif
4671         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4672
4673         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4674         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4675
4676         /*
4677          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4678          */
4679         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4680         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4681         vtime_init_idle(idle);
4682 #if defined(CONFIG_SMP)
4683         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4684 #endif
4685 }
4686
4687 #ifdef CONFIG_SMP
4688 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4689 {
4690         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4691                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4692
4693         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4694         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4695 }
4696
4697 /*
4698  * This is how migration works:
4699  *
4700  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4701  *    stop_one_cpu().
4702  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4703  *    off the CPU)
4704  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4705  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4706  *    it and puts it into the right queue.
4707  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4708  *    is done.
4709  */
4710
4711 /*
4712  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4713  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4714  * is removed from the allowed bitmask.
4715  *
4716  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4717  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4718  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4719  */
4720 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4721 {
4722         unsigned long flags;
4723         struct rq *rq;
4724         unsigned int dest_cpu;
4725         int ret = 0;
4726
4727         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4728
4729         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4730                 goto out;
4731
4732         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4733                 ret = -EINVAL;
4734                 goto out;
4735         }
4736
4737         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4738
4739         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4740         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4741                 goto out;
4742
4743         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4744         if (p->on_rq) {
4745                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4746                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4747                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4748                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4749                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4750                 return 0;
4751         }
4752 out:
4753         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4754
4755         return ret;
4756 }
4757 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4758
4759 /*
4760  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4761  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4762  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4763  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4764  *
4765  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4766  * as the task is no longer on this CPU.
4767  *
4768  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4769  */
4770 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4771 {
4772         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4773         int ret = 0;
4774
4775         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4776                 return ret;
4777
4778         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4779         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4780
4781         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4782         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4783         /* Already moved. */
4784         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4785                 goto done;
4786         /* Affinity changed (again). */
4787         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4788                 goto fail;
4789
4790         /*
4791          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4792          * placed properly.
4793          */
4794         if (p->on_rq) {
4795                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4796                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4797                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4798                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4799         }
4800 done:
4801         ret = 1;
4802 fail:
4803         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4804         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4805         return ret;
4806 }
4807
4808 /*
4809  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4810  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4811  * 'pushing' onto another runqueue.
4812  */
4813 static int migration_cpu_stop(void *data)
4814 {
4815         struct migration_arg *arg = data;
4816
4817         /*
4818          * The original target cpu might have gone down and we might
4819          * be on another cpu but it doesn't matter.
4820          */
4821         local_irq_disable();
4822         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4823         local_irq_enable();
4824         return 0;
4825 }
4826
4827 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4828
4829 /*
4830  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4831  * offline.
4832  */
4833 void idle_task_exit(void)
4834 {
4835         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4836
4837         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4838
4839         if (mm != &init_mm)
4840                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4841         mmdrop(mm);
4842 }
4843
4844 /*
4845  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4846  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4847  * nr_active count is stable.
4848  *
4849  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4850  */
4851 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4852 {
4853         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4854         if (delta)
4855                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4856 }
4857
4858 /*
4859  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4860  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4861  *
4862  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4863  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4864  * because of lock validation efforts.
4865  */
4866 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4867 {
4868         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4869         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4870         int dest_cpu;
4871
4872         /*
4873          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4874          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4875          *
4876          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4877          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4878          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4879          * done here.
4880          */
4881         rq->stop = NULL;
4882
4883         for ( ; ; ) {
4884                 /*
4885                  * There's this thread running, bail when that's the only
4886                  * remaining thread.
4887                  */
4888                 if (rq->nr_running == 1)
4889                         break;
4890
4891                 next = pick_next_task(rq);
4892                 BUG_ON(!next);
4893                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4894
4895                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4896                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4897                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4898
4899                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4900
4901                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4902         }
4903
4904         rq->stop = stop;
4905 }
4906
4907 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4908
4909 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4910
4911 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4912         {
4913                 .procname       = "sched_domain",
4914                 .mode           = 0555,
4915         },
4916         {}
4917 };
4918
4919 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4920         {
4921                 .procname       = "kernel",
4922                 .mode           = 0555,
4923                 .child          = sd_ctl_dir,
4924         },
4925         {}
4926 };
4927
4928 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4929 {
4930         struct ctl_table *entry =
4931                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4932
4933         return entry;
4934 }
4935
4936 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4937 {
4938         struct ctl_table *entry;
4939
4940         /*
4941          * In the intermediate directories, both the child directory and
4942          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4943          * will always be set. In the lowest directory the names are
4944          * static strings and all have proc handlers.
4945          */
4946         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4947                 if (entry->child)
4948                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4949                 if (entry->proc_handler == NULL)
4950                         kfree(entry->procname);
4951         }
4952
4953         kfree(*tablep);
4954         *tablep = NULL;
4955 }
4956
4957 static int min_load_idx = 0;
4958 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
4959
4960 static void
4961 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4962                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4963                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4964                 bool load_idx)
4965 {
4966         entry->procname = procname;
4967         entry->data = data;
4968         entry->maxlen = maxlen;
4969         entry->mode = mode;
4970         entry->proc_handler = proc_handler;
4971
4972         if (load_idx) {
4973                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4974                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4975         }
4976 }
4977
4978 static struct ctl_table *
4979 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4980 {
4981         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
4982
4983         if (table == NULL)
4984                 return NULL;
4985
4986         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
4987                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4988         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
4989                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4990         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
4991                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4992         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
4993                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4994         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
4995                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4996         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
4997                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4998         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
4999                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5000         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5001                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5002         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5003                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5004         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5005                 &sd->cache_nice_tries,
5006                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5007         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5008                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5009         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5010                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5011         /* &table[12] is terminator */
5012
5013         return table;
5014 }
5015
5016 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5017 {
5018         struct ctl_table *entry, *table;
5019         struct sched_domain *sd;
5020         int domain_num = 0, i;
5021         char buf[32];
5022
5023         for_each_domain(cpu, sd)
5024                 domain_num++;
5025         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5026         if (table == NULL)
5027                 return NULL;
5028
5029         i = 0;
5030         for_each_domain(cpu, sd) {
5031                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5032                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5033                 entry->mode = 0555;
5034                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5035                 entry++;
5036                 i++;
5037         }
5038         return table;
5039 }
5040
5041 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5042 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5043 {
5044         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5045         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5046         char buf[32];
5047
5048         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5049         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5050
5051         if (entry == NULL)
5052                 return;
5053
5054         for_each_possible_cpu(i) {
5055                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5056                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5057                 entry->mode = 0555;
5058                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5059                 entry++;
5060         }
5061
5062         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5063         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5064 }
5065
5066 /* may be called multiple times per register */
5067 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5068 {
5069         if (sd_sysctl_header)
5070                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5071         sd_sysctl_header = NULL;
5072         if (sd_ctl_dir[0].child)
5073                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5074 }
5075 #else
5076 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5077 {
5078 }
5079 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5080 {
5081 }
5082 #endif
5083
5084 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5085 {
5086         if (!rq->online) {
5087                 const struct sched_class *class;
5088
5089                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5090                 rq->online = 1;
5091
5092                 for_each_class(class) {
5093                         if (class->rq_online)
5094                                 class->rq_online(rq);
5095                 }
5096         }
5097 }
5098
5099 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5100 {
5101         if (rq->online) {
5102                 const struct sched_class *class;
5103
5104                 for_each_class(class) {
5105                         if (class->rq_offline)
5106                                 class->rq_offline(rq);
5107                 }
5108
5109                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5110                 rq->online = 0;
5111         }
5112 }
5113
5114 /*
5115  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5116  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5117  */
5118 static int __cpuinit
5119 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5120 {
5121         int cpu = (long)hcpu;
5122         unsigned long flags;
5123         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5124
5125         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5126
5127         case CPU_UP_PREPARE:
5128                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5129                 break;
5130
5131         case CPU_ONLINE:
5132                 /* Update our root-domain */
5133                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5134                 if (rq->rd) {
5135                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5136
5137                         set_rq_online(rq);
5138                 }
5139                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5140                 break;
5141
5142 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5143         case CPU_DYING:
5144                 sched_ttwu_pending();
5145                 /* Update our root-domain */
5146                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5147                 if (rq->rd) {
5148                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5149                         set_rq_offline(rq);
5150                 }
5151                 migrate_tasks(cpu);
5152                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5153                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5154                 break;
5155
5156         case CPU_DEAD:
5157                 calc_load_migrate(rq);
5158                 break;
5159 #endif
5160         }
5161
5162         update_max_interval();
5163
5164         return NOTIFY_OK;
5165 }
5166
5167 /*
5168  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5169  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5170  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5171  */
5172 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5173         .notifier_call = migration_call,
5174         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5175 };
5176
5177 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5178                                       unsigned long action, void *hcpu)
5179 {
5180         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5181         case CPU_STARTING:
5182         case CPU_DOWN_FAILED:
5183                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5184                 return NOTIFY_OK;
5185         default:
5186                 return NOTIFY_DONE;
5187         }
5188 }
5189
5190 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5191                                         unsigned long action, void *hcpu)
5192 {
5193         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5194         case CPU_DOWN_PREPARE:
5195                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5196                 return NOTIFY_OK;
5197         default:
5198                 return NOTIFY_DONE;
5199         }
5200 }
5201
5202 static int __init migration_init(void)
5203 {
5204         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5205         int err;
5206
5207         /* Initialize migration for the boot CPU */
5208         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5209         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5210         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5211         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5212
5213         /* Register cpu active notifiers */
5214         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5215         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5216
5217         return 0;
5218 }
5219 early_initcall(migration_init);
5220 #endif
5221
5222 #ifdef CONFIG_SMP
5223
5224 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5225
5226 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5227
5228 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5229
5230 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5231 {
5232         sched_debug_enabled = 1;
5233
5234         return 0;
5235 }
5236 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5237
5238 static inline bool sched_debug(void)
5239 {
5240         return sched_debug_enabled;
5241 }
5242
5243 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5244                                   struct cpumask *groupmask)
5245 {
5246         struct sched_group *group = sd->groups;
5247         char str[256];
5248
5249         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5250         cpumask_clear(groupmask);
5251
5252         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5253
5254         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5255                 printk("does not load-balance\n");
5256                 if (sd->parent)
5257                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5258                                         " has parent");
5259                 return -1;
5260         }
5261
5262         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5263
5264         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5265                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5266                                 "CPU%d\n", cpu);
5267         }
5268         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5269                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5270                                 " CPU%d\n", cpu);
5271         }
5272
5273         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5274         do {
5275                 if (!group) {
5276                         printk("\n");
5277                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5278                         break;
5279                 }
5280
5281                 /*
5282                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5283                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5284                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5285                  */
5286                 if (!group->sgp->power_orig) {
5287                         printk(KERN_CONT "\n");
5288                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5289                                         "set\n");
5290                         break;
5291                 }
5292
5293                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5294                         printk(KERN_CONT "\n");
5295                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5296                         break;
5297                 }
5298
5299                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5300                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5301                         printk(KERN_CONT "\n");
5302                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5303                         break;
5304                 }
5305
5306                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5307
5308                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5309
5310                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5311                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5312                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5313                                 group->sgp->power);
5314                 }
5315
5316                 group = group->next;
5317         } while (group != sd->groups);
5318         printk(KERN_CONT "\n");
5319
5320         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5321                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5322
5323         if (sd->parent &&
5324             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5325                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5326                         "of domain->span\n");
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5331 {
5332         int level = 0;
5333
5334         if (!sched_debug_enabled)
5335                 return;
5336
5337         if (!sd) {
5338                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5339                 return;
5340         }
5341
5342         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5343
5344         for (;;) {
5345                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5346                         break;
5347                 level++;
5348                 sd = sd->parent;
5349                 if (!sd)
5350                         break;
5351         }
5352 }
5353 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5354 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5355 static inline bool sched_debug(void)
5356 {
5357         return false;
5358 }
5359 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5360
5361 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5362 {
5363         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5364                 return 1;
5365
5366         /* Following flags need at least 2 groups */
5367         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5368                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5369                          SD_BALANCE_FORK |
5370                          SD_BALANCE_EXEC |
5371                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5372                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5373                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5374                         return 0;
5375         }
5376
5377         /* Following flags don't use groups */
5378         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5379                 return 0;
5380
5381         return 1;
5382 }
5383
5384 static int
5385 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5386 {
5387         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5388
5389         if (sd_degenerate(parent))
5390                 return 1;
5391
5392         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5393                 return 0;
5394
5395         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5396         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5397                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5398                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5399                                 SD_BALANCE_FORK |
5400                                 SD_BALANCE_EXEC |
5401                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5402                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5403                 if (nr_node_ids == 1)
5404                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5405         }
5406         if (~cflags & pflags)
5407                 return 0;
5408
5409         return 1;
5410 }
5411
5412 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5413 {
5414         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5415
5416         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5417         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5418         free_cpumask_var(rd->online);
5419         free_cpumask_var(rd->span);
5420         kfree(rd);
5421 }
5422
5423 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5424 {
5425         struct root_domain *old_rd = NULL;
5426         unsigned long flags;
5427
5428         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5429
5430         if (rq->rd) {
5431                 old_rd = rq->rd;
5432
5433                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5434                         set_rq_offline(rq);
5435
5436                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5437
5438                 /*
5439                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5440                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5441                  * in this function:
5442                  */
5443                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5444                         old_rd = NULL;
5445         }
5446
5447         atomic_inc(&rd->refcount);
5448         rq->rd = rd;
5449
5450         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5451         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5452                 set_rq_online(rq);
5453
5454         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5455
5456         if (old_rd)
5457                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5458 }
5459
5460 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5461 {
5462         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5463
5464         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5465                 goto out;
5466         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5467                 goto free_span;
5468         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5469                 goto free_online;
5470
5471         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5472                 goto free_rto_mask;
5473         return 0;
5474
5475 free_rto_mask:
5476         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5477 free_online:
5478         free_cpumask_var(rd->online);
5479 free_span:
5480         free_cpumask_var(rd->span);
5481 out:
5482         return -ENOMEM;
5483 }
5484
5485 /*
5486  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5487  * members (mimicking the global state we have today).
5488  */
5489 struct root_domain def_root_domain;
5490
5491 static void init_defrootdomain(void)
5492 {
5493         init_rootdomain(&def_root_domain);
5494
5495         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5496 }
5497
5498 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5499 {
5500         struct root_domain *rd;
5501
5502         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5503         if (!rd)
5504                 return NULL;
5505
5506         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5507                 kfree(rd);
5508                 return NULL;
5509         }
5510
5511         return rd;
5512 }
5513
5514 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5515 {
5516         struct sched_group *tmp, *first;
5517
5518         if (!sg)
5519                 return;
5520
5521         first = sg;
5522         do {
5523                 tmp = sg->next;
5524
5525                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5526                         kfree(sg->sgp);
5527
5528                 kfree(sg);
5529                 sg = tmp;
5530         } while (sg != first);
5531 }
5532
5533 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5534 {
5535         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5536
5537         /*
5538          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5539          * nuke them all.
5540          */
5541         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5542                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5543         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5544                 kfree(sd->groups->sgp);
5545                 kfree(sd->groups);
5546         }
5547         kfree(sd);
5548 }
5549
5550 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5551 {
5552         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5553 }
5554
5555 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5556 {
5557         for (; sd; sd = sd->parent)
5558                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5559 }
5560
5561 /*
5562  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5563  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5564  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5565  *
5566  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5567  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5568  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5569  */
5570 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5571 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5572
5573 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5574 {
5575         struct sched_domain *sd;
5576         int id = cpu;
5577
5578         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5579         if (sd)
5580                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5581
5582         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5583         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5584 }
5585
5586 /*
5587  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5588  * hold the hotplug lock.
5589  */
5590 static void
5591 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5592 {
5593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5594         struct sched_domain *tmp;
5595
5596         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5597         for (tmp = sd; tmp; ) {
5598                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5599                 if (!parent)
5600                         break;
5601
5602                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5603                         tmp->parent = parent->parent;
5604                         if (parent->parent)
5605                                 parent->parent->child = tmp;
5606                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5607                 } else
5608                         tmp = tmp->parent;
5609         }
5610
5611         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5612                 tmp = sd;
5613                 sd = sd->parent;
5614                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5615                 if (sd)
5616                         sd->child = NULL;
5617         }
5618
5619         sched_domain_debug(sd, cpu);
5620
5621         rq_attach_root(rq, rd);
5622         tmp = rq->sd;
5623         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5624         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5625
5626         update_top_cache_domain(cpu);
5627 }
5628
5629 /* cpus with isolated domains */
5630 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5631
5632 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5633 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5634 {
5635         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5636         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5637         return 1;
5638 }
5639
5640 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5641
5642 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5643 {
5644         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5645 }
5646
5647 struct sd_data {
5648         struct sched_domain **__percpu sd;
5649         struct sched_group **__percpu sg;
5650         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5651 };
5652
5653 struct s_data {
5654         struct sched_domain ** __percpu sd;
5655         struct root_domain      *rd;
5656 };
5657
5658 enum s_alloc {
5659         sa_rootdomain,
5660         sa_sd,
5661         sa_sd_storage,
5662         sa_none,
5663 };
5664
5665 struct sched_domain_topology_level;
5666
5667 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5668 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5669
5670 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5671
5672 struct sched_domain_topology_level {
5673         sched_domain_init_f init;
5674         sched_domain_mask_f mask;
5675         int                 flags;
5676         int                 numa_level;
5677         struct sd_data      data;
5678 };
5679
5680 /*
5681  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5682  * domain traversal.
5683  *
5684  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5685  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5686  * range.
5687  *
5688  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5689  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5690  * cpu they're built on, so check that.
5691  *
5692  */
5693 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5694 {
5695         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5696         struct sd_data *sdd = sd->private;
5697         struct sched_domain *sibling;
5698         int i;
5699
5700         for_each_cpu(i, span) {
5701                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5702                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5703                         continue;
5704
5705                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5706         }
5707 }
5708
5709 /*
5710  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5711  * of this group that's also in the iteration mask.
5712  */
5713 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5714 {
5715         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5716 }
5717
5718 static int
5719 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5720 {
5721         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5722         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5723         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5724         struct sd_data *sdd = sd->private;
5725         struct sched_domain *child;
5726         int i;
5727
5728         cpumask_clear(covered);
5729
5730         for_each_cpu(i, span) {
5731                 struct cpumask *sg_span;
5732
5733                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5734                         continue;
5735
5736                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5737
5738                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5739                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5740                         continue;
5741
5742                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5743                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5744
5745                 if (!sg)
5746                         goto fail;
5747
5748                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5749                 if (child->child) {
5750                         child = child->child;
5751                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5752                 } else
5753                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5754
5755                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5756
5757                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5758                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5759                         build_group_mask(sd, sg);
5760
5761                 /*
5762                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5763                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5764                  * die on a /0 trap.
5765                  */
5766                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5767
5768                 /*
5769                  * Make sure the first group of this domain contains the
5770                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5771                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5772                  */
5773                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5774                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5775                         groups = sg;
5776
5777                 if (!first)
5778                         first = sg;
5779                 if (last)
5780                         last->next = sg;
5781                 last = sg;
5782                 last->next = first;
5783         }
5784         sd->groups = groups;
5785
5786         return 0;
5787
5788 fail:
5789         free_sched_groups(first, 0);
5790
5791         return -ENOMEM;
5792 }
5793
5794 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5795 {
5796         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5797         struct sched_domain *child = sd->child;
5798
5799         if (child)
5800                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5801
5802         if (sg) {
5803                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5804                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5805                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5806         }
5807
5808         return cpu;
5809 }
5810
5811 /*
5812  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5813  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5814  * and ->cpu_power to 0.
5815  *
5816  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5817  */
5818 static int
5819 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5820 {
5821         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5822         struct sd_data *sdd = sd->private;
5823         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5824         struct cpumask *covered;
5825         int i;
5826
5827         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5828         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5829
5830         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5831                 return 0;
5832
5833         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5834         covered = sched_domains_tmpmask;
5835
5836         cpumask_clear(covered);
5837
5838         for_each_cpu(i, span) {
5839                 struct sched_group *sg;
5840                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5841                 int j;
5842
5843                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5844                         continue;
5845
5846                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5847                 sg->sgp->power = 0;
5848                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5849
5850                 for_each_cpu(j, span) {
5851                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5852                                 continue;
5853
5854                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5855                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5856                 }
5857
5858                 if (!first)
5859                         first = sg;
5860                 if (last)
5861                         last->next = sg;
5862                 last = sg;
5863         }
5864         last->next = first;
5865
5866         return 0;
5867 }
5868
5869 /*
5870  * Initialize sched groups cpu_power.
5871  *
5872  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5873  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5874  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5875  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5876  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5877  * less cpu_power.
5878  */
5879 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5880 {
5881         struct sched_group *sg = sd->groups;
5882
5883         WARN_ON(!sd || !sg);
5884
5885         do {
5886                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5887                 sg = sg->next;
5888         } while (sg != sd->groups);
5889
5890         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5891                 return;
5892
5893         update_group_power(sd, cpu);
5894         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5895 }
5896
5897 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5898 {
5899        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5900 }
5901
5902 /*
5903  * Initializers for schedule domains
5904  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5905  */
5906
5907 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5908 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5909 #else
5910 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5911 #endif
5912
5913 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5914 static noinline struct sched_domain *                                   \
5915 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5916 {                                                                       \
5917         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5918         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5919         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5920         sd->private = &tl->data;                                        \
5921         return sd;                                                      \
5922 }
5923
5924 SD_INIT_FUNC(CPU)
5925 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5926  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5927 #endif
5928 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5929  SD_INIT_FUNC(MC)
5930 #endif
5931 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5932  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5933 #endif
5934
5935 static int default_relax_domain_level = -1;
5936 int sched_domain_level_max;
5937
5938 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5939 {
5940         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5941                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5942
5943         return 1;
5944 }
5945 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5946
5947 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5948                                  struct sched_domain_attr *attr)
5949 {
5950         int request;
5951
5952         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5953                 if (default_relax_domain_level < 0)
5954                         return;
5955                 else
5956                         request = default_relax_domain_level;
5957         } else
5958                 request = attr->relax_domain_level;
5959         if (request < sd->level) {
5960                 /* turn off idle balance on this domain */
5961                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5962         } else {
5963                 /* turn on idle balance on this domain */
5964                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5965         }
5966 }
5967
5968 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5969 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5970
5971 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5972                                  const struct cpumask *cpu_map)
5973 {
5974         switch (what) {
5975         case sa_rootdomain:
5976                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5977                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5978         case sa_sd:
5979                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5980         case sa_sd_storage:
5981                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5982         case sa_none:
5983                 break;
5984         }
5985 }
5986
5987 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
5988                                                    const struct cpumask *cpu_map)
5989 {
5990         memset(d, 0, sizeof(*d));
5991
5992         if (__sdt_alloc(cpu_map))
5993                 return sa_sd_storage;
5994         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
5995         if (!d->sd)
5996                 return sa_sd_storage;
5997         d->rd = alloc_rootdomain();
5998         if (!d->rd)
5999                 return sa_sd;
6000         return sa_rootdomain;
6001 }
6002
6003 /*
6004  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6005  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6006  * will not free the data we're using.
6007  */
6008 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6009 {
6010         struct sd_data *sdd = sd->private;
6011
6012         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6013         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6014
6015         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6016                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6017
6018         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6019                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6020 }
6021
6022 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6023 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6024 {
6025         return topology_thread_cpumask(cpu);
6026 }
6027 #endif
6028
6029 /*
6030  * Topology list, bottom-up.
6031  */
6032 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6033 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6034         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6035 #endif
6036 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6037         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6038 #endif
6039 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6040         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6041 #endif
6042         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6043         { NULL, },
6044 };
6045
6046 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6047
6048 #ifdef CONFIG_NUMA
6049
6050 static int sched_domains_numa_levels;
6051 static int *sched_domains_numa_distance;
6052 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6053 static int sched_domains_curr_level;
6054
6055 static inline int sd_local_flags(int level)
6056 {
6057         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6058                 return 0;
6059
6060         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6061 }
6062
6063 static struct sched_domain *
6064 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6065 {
6066         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6067         int level = tl->numa_level;
6068         int sd_weight = cpumask_weight(
6069                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6070
6071         *sd = (struct sched_domain){
6072                 .min_interval           = sd_weight,
6073                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6074                 .busy_factor            = 32,
6075                 .imbalance_pct          = 125,
6076                 .cache_nice_tries       = 2,
6077                 .busy_idx               = 3,
6078                 .idle_idx               = 2,
6079                 .newidle_idx            = 0,
6080                 .wake_idx               = 0,
6081                 .forkexec_idx           = 0,
6082
6083                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6084                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6085                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6086                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6087                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6088                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6089                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6090                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6091                                         | 1*SD_SERIALIZE
6092                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6093                                         | sd_local_flags(level)
6094                                         ,
6095                 .last_balance           = jiffies,
6096                 .balance_interval       = sd_weight,
6097         };
6098         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6099         sd->private = &tl->data;
6100
6101         /*
6102          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6103          */
6104         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6105
6106         return sd;
6107 }
6108
6109 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6110 {
6111         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6112 }
6113
6114 static void sched_numa_warn(const char *str)
6115 {
6116         static int done = false;
6117         int i,j;
6118
6119         if (done)
6120                 return;
6121
6122         done = true;
6123
6124         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6125
6126         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6127                 printk(KERN_WARNING "  ");
6128                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6129                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6130                 printk(KERN_CONT "\n");
6131         }
6132         printk(KERN_WARNING "\n");
6133 }
6134
6135 static bool find_numa_distance(int distance)
6136 {
6137         int i;
6138
6139         if (distance == node_distance(0, 0))
6140                 return true;
6141
6142         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6143                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6144                         return true;
6145         }
6146
6147         return false;
6148 }
6149
6150 static void sched_init_numa(void)
6151 {
6152         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6153         struct sched_domain_topology_level *tl;
6154         int level = 0;
6155         int i, j, k;
6156
6157         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6158         if (!sched_domains_numa_distance)
6159                 return;
6160
6161         /*
6162          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6163          * unique distances in the node_distance() table.
6164          *
6165          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6166          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6167          */
6168         next_distance = curr_distance;
6169         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6170                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6171                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6172                                 int distance = node_distance(i, k);
6173
6174                                 if (distance > curr_distance &&
6175                                     (distance < next_distance ||
6176                                      next_distance == curr_distance))
6177                                         next_distance = distance;
6178
6179                                 /*
6180                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6181                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6182                                  * equally connected to A.
6183                                  */
6184                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6185                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6186
6187                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6188                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6189                         }
6190                         if (next_distance != curr_distance) {
6191                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6192                                 sched_domains_numa_levels = level;
6193                                 curr_distance = next_distance;
6194                         } else break;
6195                 }
6196
6197                 /*
6198                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6199                  */
6200                 if (!sched_debug())
6201                         break;
6202         }
6203         /*
6204          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6205          * identity distance node_distance(i,i).
6206          *
6207          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6208          * numbers.
6209          */
6210
6211         /*
6212          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6213          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6214          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6215          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6216          * in other functions.
6217          *
6218          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6219          */
6220         sched_domains_numa_levels = 0;
6221
6222         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6223         if (!sched_domains_numa_masks)
6224                 return;
6225
6226         /*
6227          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6228          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6229          */
6230         for (i = 0; i < level; i++) {
6231                 sched_domains_numa_masks[i] =
6232                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6233                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6234                         return;
6235
6236                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6237                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6238                         if (!mask)
6239                                 return;
6240
6241                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6242
6243                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6244                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6245                                         continue;
6246
6247                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6248                         }
6249                 }
6250         }
6251
6252         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6253                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6254         if (!tl)
6255                 return;
6256
6257         /*
6258          * Copy the default topology bits..
6259          */
6260         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6261                 tl[i] = default_topology[i];
6262
6263         /*
6264          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6265          */
6266         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6267                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6268                         .init = sd_numa_init,
6269                         .mask = sd_numa_mask,
6270                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6271                         .numa_level = j,
6272                 };
6273         }
6274
6275         sched_domain_topology = tl;
6276
6277         sched_domains_numa_levels = level;
6278 }
6279
6280 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6281 {
6282         int i, j;
6283         int node = cpu_to_node(cpu);
6284
6285         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6286                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6287                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6288                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6289                 }
6290         }
6291 }
6292
6293 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6294 {
6295         int i, j;
6296         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6297                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6298                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6299         }
6300 }
6301
6302 /*
6303  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6304  * are onlined.
6305  */
6306 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6307                                            unsigned long action,
6308                                            void *hcpu)
6309 {
6310         int cpu = (long)hcpu;
6311
6312         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6313         case CPU_ONLINE:
6314                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6315                 break;
6316
6317         case CPU_DEAD:
6318                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6319                 break;
6320
6321         default:
6322                 return NOTIFY_DONE;
6323         }
6324
6325         return NOTIFY_OK;
6326 }
6327 #else
6328 static inline void sched_init_numa(void)
6329 {
6330 }
6331
6332 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6333                                            unsigned long action,
6334                                            void *hcpu)
6335 {
6336         return 0;
6337 }
6338 #endif /* CONFIG_NUMA */
6339
6340 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6341 {
6342         struct sched_domain_topology_level *tl;
6343         int j;
6344
6345         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6346                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6347
6348                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6349                 if (!sdd->sd)
6350                         return -ENOMEM;
6351
6352                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6353                 if (!sdd->sg)
6354                         return -ENOMEM;
6355
6356                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6357                 if (!sdd->sgp)
6358                         return -ENOMEM;
6359
6360                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6361                         struct sched_domain *sd;
6362                         struct sched_group *sg;
6363                         struct sched_group_power *sgp;
6364
6365                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6366                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6367                         if (!sd)
6368                                 return -ENOMEM;
6369
6370                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6371
6372                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6373                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6374                         if (!sg)
6375                                 return -ENOMEM;
6376
6377                         sg->next = sg;
6378
6379                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6380
6381                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6382                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6383                         if (!sgp)
6384                                 return -ENOMEM;
6385
6386                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6387                 }
6388         }
6389
6390         return 0;
6391 }
6392
6393 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6394 {
6395         struct sched_domain_topology_level *tl;
6396         int j;
6397
6398         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6399                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6400
6401                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6402                         struct sched_domain *sd;
6403
6404                         if (sdd->sd) {
6405                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6406                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6407                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6408                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6409                         }
6410
6411                         if (sdd->sg)
6412                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6413                         if (sdd->sgp)
6414                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6415                 }
6416                 free_percpu(sdd->sd);
6417                 sdd->sd = NULL;
6418                 free_percpu(sdd->sg);
6419                 sdd->sg = NULL;
6420                 free_percpu(sdd->sgp);
6421                 sdd->sgp = NULL;
6422         }
6423 }
6424
6425 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6426                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6427                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6428                 int cpu)
6429 {
6430         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6431         if (!sd)
6432                 return child;
6433
6434         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6435         if (child) {
6436                 sd->level = child->level + 1;
6437                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6438                 child->parent = sd;
6439         }
6440         sd->child = child;
6441         set_domain_attribute(sd, attr);
6442
6443         return sd;
6444 }
6445
6446 /*
6447  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6448  * to the individual cpus
6449  */
6450 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6451                                struct sched_domain_attr *attr)
6452 {
6453         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6454         struct sched_domain *sd;
6455         struct s_data d;
6456         int i, ret = -ENOMEM;
6457
6458         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6459         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6460                 goto error;
6461
6462         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6463         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6464                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6465
6466                 sd = NULL;
6467                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6468                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6469                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6470                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6471                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6472                                 break;
6473                 }
6474
6475                 while (sd->child)
6476                         sd = sd->child;
6477
6478                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6479         }
6480
6481         /* Build the groups for the domains */
6482         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6483                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6484                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6485                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6486                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6487                                         goto error;
6488                         } else {
6489                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6490                                         goto error;
6491                         }
6492                 }
6493         }
6494
6495         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6496         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6497                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6498                         continue;
6499
6500                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6501                         claim_allocations(i, sd);
6502                         init_sched_groups_power(i, sd);
6503                 }
6504         }
6505
6506         /* Attach the domains */
6507         rcu_read_lock();
6508         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6509                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6510                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6511         }
6512         rcu_read_unlock();
6513
6514         ret = 0;
6515 error:
6516         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6517         return ret;
6518 }
6519
6520 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6521 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6522 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6523                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6524
6525 /*
6526  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6527  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6528  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6529  */
6530 static cpumask_var_t fallback_doms;
6531
6532 /*
6533  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6534  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6535  * or 0 if it stayed the same.
6536  */
6537 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6538 {
6539         return 0;
6540 }
6541
6542 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6543 {
6544         int i;
6545         cpumask_var_t *doms;
6546
6547         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6548         if (!doms)
6549                 return NULL;
6550         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6551                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6552                         free_sched_domains(doms, i);
6553                         return NULL;
6554                 }
6555         }
6556         return doms;
6557 }
6558
6559 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6560 {
6561         unsigned int i;
6562         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6563                 free_cpumask_var(doms[i]);
6564         kfree(doms);
6565 }
6566
6567 /*
6568  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6569  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6570  * exclude other special cases in the future.
6571  */
6572 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6573 {
6574         int err;
6575
6576         arch_update_cpu_topology();
6577         ndoms_cur = 1;
6578         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6579         if (!doms_cur)
6580                 doms_cur = &fallback_doms;
6581         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6582         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6583         register_sched_domain_sysctl();
6584
6585         return err;
6586 }
6587
6588 /*
6589  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6590  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6591  */
6592 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6593 {
6594         int i;
6595
6596         rcu_read_lock();
6597         for_each_cpu(i, cpu_map)
6598                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6599         rcu_read_unlock();
6600 }
6601
6602 /* handle null as "default" */
6603 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6604                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6605 {
6606         struct sched_domain_attr tmp;
6607
6608         /* fast path */
6609         if (!new && !cur)
6610                 return 1;
6611
6612         tmp = SD_ATTR_INIT;
6613         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6614                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6615                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6616 }
6617
6618 /*
6619  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6620  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6621  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6622  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6623  *
6624  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6625  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6626  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6627  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6628  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6629  * it as it is.
6630  *
6631  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6632  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6633  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6634  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6635  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6636  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6637  *
6638  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6639  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6640  * and it will not create the default domain.
6641  *
6642  * Call with hotplug lock held
6643  */
6644 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6645                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6646 {
6647         int i, j, n;
6648         int new_topology;
6649
6650         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6651
6652         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6653         unregister_sched_domain_sysctl();
6654
6655         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6656         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6657
6658         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6659
6660         /* Destroy deleted domains */
6661         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6662                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6663                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6664                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6665                                 goto match1;
6666                 }
6667                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6668                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6669 match1:
6670                 ;
6671         }
6672
6673         if (doms_new == NULL) {
6674                 ndoms_cur = 0;
6675                 doms_new = &fallback_doms;
6676                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6677                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6678         }
6679
6680         /* Build new domains */
6681         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6682                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6683                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6684                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6685                                 goto match2;
6686                 }
6687                 /* no match - add a new doms_new */
6688                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6689 match2:
6690                 ;
6691         }
6692
6693         /* Remember the new sched domains */
6694         if (doms_cur != &fallback_doms)
6695                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6696         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6697         doms_cur = doms_new;
6698         dattr_cur = dattr_new;
6699         ndoms_cur = ndoms_new;
6700
6701         register_sched_domain_sysctl();
6702
6703         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6704 }
6705
6706 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6707
6708 /*
6709  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6710  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6711  * around partition_sched_domains().
6712  *
6713  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6714  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6715  */
6716 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6717                              void *hcpu)
6718 {
6719         switch (action) {
6720         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6721         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6722
6723                 /*
6724                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6725                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6726                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6727                  * domain, ignoring cpusets.
6728                  */
6729                 num_cpus_frozen--;
6730                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6731                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6732                         break;
6733                 }
6734
6735                 /*
6736                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6737                  * restore the original sched domains by considering the
6738                  * cpuset configurations.
6739                  */
6740
6741         case CPU_ONLINE:
6742         case CPU_DOWN_FAILED:
6743                 cpuset_update_active_cpus(true);
6744                 break;
6745         default:
6746                 return NOTIFY_DONE;
6747         }
6748         return NOTIFY_OK;
6749 }
6750
6751 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6752                                void *hcpu)
6753 {
6754         switch (action) {
6755         case CPU_DOWN_PREPARE:
6756                 cpuset_update_active_cpus(false);
6757                 break;
6758         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6759                 num_cpus_frozen++;
6760                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6761                 break;
6762         default:
6763                 return NOTIFY_DONE;
6764         }
6765         return NOTIFY_OK;
6766 }
6767
6768 void __init sched_init_smp(void)
6769 {
6770         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6771
6772         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6773         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6774
6775         sched_init_numa();
6776
6777         get_online_cpus();
6778         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6779         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6780         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6781         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6782                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6783         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6784         put_online_cpus();
6785
6786         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6787         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6788         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6789
6790         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6791         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6792
6793         init_hrtick();
6794
6795         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6796         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6797                 BUG();
6798         sched_init_granularity();
6799         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6800
6801         init_sched_rt_class();
6802 }
6803 #else
6804 void __init sched_init_smp(void)
6805 {
6806         sched_init_granularity();
6807 }
6808 #endif /* CONFIG_SMP */
6809
6810 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6811
6812 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6813 {
6814         return in_lock_functions(addr) ||
6815                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6816                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6817 }
6818
6819 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6820 struct task_group root_task_group;
6821 LIST_HEAD(task_groups);
6822 #endif
6823
6824 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6825
6826 void __init sched_init(void)
6827 {
6828         int i, j;
6829         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6830
6831 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6832         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6833 #endif
6834 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6835         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6836 #endif
6837 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6838         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6839 #endif
6840         if (alloc_size) {
6841                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6842
6843 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6844                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6845                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6846
6847                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6848                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6849
6850 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6851 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6852                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6853                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6854
6855                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6856                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6857
6858 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6859 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6860                 for_each_possible_cpu(i) {
6861                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6862                         ptr += cpumask_size();
6863                 }
6864 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6865         }
6866
6867 #ifdef CONFIG_SMP
6868         init_defrootdomain();
6869 #endif
6870
6871         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6872                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6873
6874 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6875         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6876                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6877 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6878
6879 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6880         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6881         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6882         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6883         autogroup_init(&init_task);
6884
6885 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6886
6887 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6888         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6889         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6890         /* Too early, not expected to fail */
6891         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6892 #endif
6893         for_each_possible_cpu(i) {
6894                 struct rq *rq;
6895
6896                 rq = cpu_rq(i);
6897                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6898                 rq->nr_running = 0;
6899                 rq->calc_load_active = 0;
6900                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6901                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6902                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6903 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6904                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6905                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6906                 /*
6907                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6908                  *
6909                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6910                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6911                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6912                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6913                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6914                  * (se->load.weight).
6915                  *
6916                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6917                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6918                  * then A0's share of the cpu resource is:
6919                  *
6920                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6921                  *
6922                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6923                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6924                  */
6925                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6926                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6927 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6928
6929                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6930 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6931                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6932                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6933 #endif
6934
6935                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6936                         rq->cpu_load[j] = 0;
6937
6938                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6939
6940 #ifdef CONFIG_SMP
6941                 rq->sd = NULL;
6942                 rq->rd = NULL;
6943                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6944                 rq->post_schedule = 0;
6945                 rq->active_balance = 0;
6946                 rq->next_balance = jiffies;
6947                 rq->push_cpu = 0;
6948                 rq->cpu = i;
6949                 rq->online = 0;
6950                 rq->idle_stamp = 0;
6951                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6952
6953                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6954
6955                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6956 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6957                 rq->nohz_flags = 0;
6958 #endif
6959 #endif
6960                 init_rq_hrtick(rq);
6961                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6962         }
6963
6964         set_load_weight(&init_task);
6965
6966 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6967         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6968 #endif
6969
6970 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6971         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6972 #endif
6973
6974         /*
6975          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6976          */
6977         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6978         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6979
6980         /*
6981          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6982          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6983          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6984          * when this runqueue becomes "idle".
6985          */
6986         init_idle(current, smp_processor_id());
6987
6988         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6989
6990         /*
6991          * During early bootup we pretend to be a normal task:
6992          */
6993         current->sched_class = &fair_sched_class;
6994
6995 #ifdef CONFIG_SMP
6996         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6997         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6998         if (cpu_isolated_map == NULL)
6999                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7000         idle_thread_set_boot_cpu();
7001 #endif
7002         init_sched_fair_class();
7003
7004         scheduler_running = 1;
7005 }
7006
7007 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7008 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7009 {
7010         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7011
7012         return (nested == preempt_offset);
7013 }
7014
7015 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7016 {
7017         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7018
7019         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7020         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7021             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7022                 return;
7023         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7024                 return;
7025         prev_jiffy = jiffies;
7026
7027         printk(KERN_ERR
7028                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7029                         file, line);
7030         printk(KERN_ERR
7031                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7032                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7033                         current->pid, current->comm);
7034
7035         debug_show_held_locks(current);
7036         if (irqs_disabled())
7037                 print_irqtrace_events(current);
7038         dump_stack();
7039 }
7040 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7041 #endif
7042
7043 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7044 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7045 {
7046         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7047         int old_prio = p->prio;
7048         int on_rq;
7049
7050         on_rq = p->on_rq;
7051         if (on_rq)
7052                 dequeue_task(rq, p, 0);
7053         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7054         if (on_rq) {
7055                 enqueue_task(rq, p, 0);
7056                 resched_task(rq->curr);
7057         }
7058
7059         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7060 }
7061
7062 void normalize_rt_tasks(void)
7063 {
7064         struct task_struct *g, *p;
7065         unsigned long flags;
7066         struct rq *rq;
7067
7068         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7069         do_each_thread(g, p) {
7070                 /*
7071                  * Only normalize user tasks:
7072                  */
7073                 if (!p->mm)
7074                         continue;
7075
7076                 p->se.exec_start                = 0;
7077 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7078                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7079                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7080                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7081 #endif
7082
7083                 if (!rt_task(p)) {
7084                         /*
7085                          * Renice negative nice level userspace
7086                          * tasks back to 0:
7087                          */
7088                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7089                                 set_user_nice(p, 0);
7090                         continue;
7091                 }
7092
7093                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7094                 rq = __task_rq_lock(p);
7095
7096                 normalize_task(rq, p);
7097
7098                 __task_rq_unlock(rq);
7099                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7100         } while_each_thread(g, p);
7101
7102         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7103 }
7104
7105 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7106
7107 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7108 /*
7109  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7110  *
7111  * They can only be called when the whole system has been
7112  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7113  * activity can take place. Using them for anything else would
7114  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7115  * under any other configuration.
7116  */
7117
7118 /**
7119  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7120  * @cpu: the processor in question.
7121  *
7122  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7123  */
7124 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7125 {
7126         return cpu_curr(cpu);
7127 }
7128
7129 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7130
7131 #ifdef CONFIG_IA64
7132 /**
7133  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7134  * @cpu: the processor in question.
7135  * @p: the task pointer to set.
7136  *
7137  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7138  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7139  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7140  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7141  * and caller must save the original value of the current task (see
7142  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7143  * re-starting the system.
7144  *
7145  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7146  */
7147 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7148 {
7149         cpu_curr(cpu) = p;
7150 }
7151
7152 #endif
7153
7154 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7155 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7156 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7157
7158 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7159 {
7160         free_fair_sched_group(tg);
7161         free_rt_sched_group(tg);
7162         autogroup_free(tg);
7163         kfree(tg);
7164 }
7165
7166 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7167 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7168 {
7169         struct task_group *tg;
7170
7171         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7172         if (!tg)
7173                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7174
7175         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7176                 goto err;
7177
7178         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7179                 goto err;
7180
7181         return tg;
7182
7183 err:
7184         free_sched_group(tg);
7185         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7186 }
7187
7188 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7189 {
7190         unsigned long flags;
7191
7192         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7193         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7194
7195         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7196
7197         tg->parent = parent;
7198         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7199         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7200         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7201 }
7202
7203 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7204 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7205 {
7206         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7207         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7208 }
7209
7210 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7211 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7212 {
7213         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7214         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7215 }
7216
7217 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7218 {
7219         unsigned long flags;
7220         int i;
7221
7222         /* end participation in shares distribution */
7223         for_each_possible_cpu(i)
7224                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7225
7226         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7227         list_del_rcu(&tg->list);
7228         list_del_rcu(&tg->siblings);
7229         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7230 }
7231
7232 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7233  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7234  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7235  *      reflect its new group.
7236  */
7237 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7238 {
7239         struct task_group *tg;
7240         int on_rq, running;
7241         unsigned long flags;
7242         struct rq *rq;
7243
7244         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7245
7246         running = task_current(rq, tsk);
7247         on_rq = tsk->on_rq;
7248
7249         if (on_rq)
7250                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7251         if (unlikely(running))
7252                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7253
7254         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7255                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7256                           struct task_group, css);
7257         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7258         tsk->sched_task_group = tg;
7259
7260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7261         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7262                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7263         else
7264 #endif
7265                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7266
7267         if (unlikely(running))
7268                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7269         if (on_rq)
7270                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7271
7272         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7273 }
7274 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7275
7276 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7277 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7278 {
7279         if (runtime == RUNTIME_INF)
7280                 return 1ULL << 20;
7281
7282         return div64_u64(runtime << 20, period);
7283 }
7284 #endif
7285
7286 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7287 /*
7288  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7289  */
7290 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7291
7292 /* Must be called with tasklist_lock held */
7293 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7294 {
7295         struct task_struct *g, *p;
7296
7297         do_each_thread(g, p) {
7298                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7299                         return 1;
7300         } while_each_thread(g, p);
7301
7302         return 0;
7303 }
7304
7305 struct rt_schedulable_data {
7306         struct task_group *tg;
7307         u64 rt_period;
7308         u64 rt_runtime;
7309 };
7310
7311 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7312 {
7313         struct rt_schedulable_data *d = data;
7314         struct task_group *child;
7315         unsigned long total, sum = 0;
7316         u64 period, runtime;
7317
7318         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7319         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7320
7321         if (tg == d->tg) {
7322                 period = d->rt_period;
7323                 runtime = d->rt_runtime;
7324         }
7325
7326         /*
7327          * Cannot have more runtime than the period.
7328          */
7329         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7330                 return -EINVAL;
7331
7332         /*
7333          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7334          */
7335         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7336                 return -EBUSY;
7337
7338         total = to_ratio(period, runtime);
7339
7340         /*
7341          * Nobody can have more than the global setting allows.
7342          */
7343         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7344                 return -EINVAL;
7345
7346         /*
7347          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7348          */
7349         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7350                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7351                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7352
7353                 if (child == d->tg) {
7354                         period = d->rt_period;
7355                         runtime = d->rt_runtime;
7356                 }
7357
7358                 sum += to_ratio(period, runtime);
7359         }
7360
7361         if (sum > total)
7362                 return -EINVAL;
7363
7364         return 0;
7365 }
7366
7367 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7368 {
7369         int ret;
7370
7371         struct rt_schedulable_data data = {
7372                 .tg = tg,
7373                 .rt_period = period,
7374                 .rt_runtime = runtime,
7375         };
7376
7377         rcu_read_lock();
7378         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7379         rcu_read_unlock();
7380
7381         return ret;
7382 }
7383
7384 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7385                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7386 {
7387         int i, err = 0;
7388
7389         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7390         read_lock(&tasklist_lock);
7391         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7392         if (err)
7393                 goto unlock;
7394
7395         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7396         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7397         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7398
7399         for_each_possible_cpu(i) {
7400                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7401
7402                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7403                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7404                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7405         }
7406         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7407 unlock:
7408         read_unlock(&tasklist_lock);
7409         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7410
7411         return err;
7412 }
7413
7414 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7415 {
7416         u64 rt_runtime, rt_period;
7417
7418         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7419         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7420         if (rt_runtime_us < 0)
7421                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7422
7423         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7424 }
7425
7426 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7427 {
7428         u64 rt_runtime_us;
7429
7430         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7431                 return -1;
7432
7433         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7434         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7435         return rt_runtime_us;
7436 }
7437
7438 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7439 {
7440         u64 rt_runtime, rt_period;
7441
7442         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7443         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7444
7445         if (rt_period == 0)
7446                 return -EINVAL;
7447
7448         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7449 }
7450
7451 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7452 {
7453         u64 rt_period_us;
7454
7455         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7456         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7457         return rt_period_us;
7458 }
7459
7460 static int sched_rt_global_constraints(void)
7461 {
7462         u64 runtime, period;
7463         int ret = 0;
7464
7465         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7466                 return -EINVAL;
7467
7468         runtime = global_rt_runtime();
7469         period = global_rt_period();
7470
7471         /*
7472          * Sanity check on the sysctl variables.
7473          */
7474         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7475                 return -EINVAL;
7476
7477         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7478         read_lock(&tasklist_lock);
7479         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7480         read_unlock(&tasklist_lock);
7481         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7482
7483         return ret;
7484 }
7485
7486 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7487 {
7488         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7489         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7490                 return 0;
7491
7492         return 1;
7493 }
7494
7495 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7496 static int sched_rt_global_constraints(void)
7497 {
7498         unsigned long flags;
7499         int i;
7500
7501         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7502                 return -EINVAL;
7503
7504         /*
7505          * There's always some RT tasks in the root group
7506          * -- migration, kstopmachine etc..
7507          */
7508         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7509                 return -EBUSY;
7510
7511         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7512         for_each_possible_cpu(i) {
7513                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7514
7515                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7516                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7517                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7518         }
7519         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7520
7521         return 0;
7522 }
7523 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7524
7525 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7526                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7527                 loff_t *ppos)
7528 {
7529         int ret;
7530         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7531
7532         mutex_lock(&mutex);
7533         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7534         /* make sure that internally we keep jiffies */
7535         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7536         if (!ret && write) {
7537                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7538                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7539         }
7540         mutex_unlock(&mutex);
7541         return ret;
7542 }
7543
7544 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7545                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7546                 loff_t *ppos)
7547 {
7548         int ret;
7549         int old_period, old_runtime;
7550         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7551
7552         mutex_lock(&mutex);
7553         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7554         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7555
7556         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7557
7558         if (!ret && write) {
7559                 ret = sched_rt_global_constraints();
7560                 if (ret) {
7561                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7562                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7563                 } else {
7564                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7565                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7566                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7567                 }
7568         }
7569         mutex_unlock(&mutex);
7570
7571         return ret;
7572 }
7573
7574 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7575
7576 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7577 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7578 {
7579         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7580                             struct task_group, css);
7581 }
7582
7583 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7584 {
7585         struct task_group *tg, *parent;
7586
7587         if (!cgrp->parent) {
7588                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7589                 return &root_task_group.css;
7590         }
7591
7592         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7593         tg = sched_create_group(parent);
7594         if (IS_ERR(tg))
7595                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7596
7597         return &tg->css;
7598 }
7599
7600 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7601 {
7602         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7603         struct task_group *parent;
7604
7605         if (!cgrp->parent)
7606                 return 0;
7607
7608         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7609         sched_online_group(tg, parent);
7610         return 0;
7611 }
7612
7613 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7614 {
7615         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7616
7617         sched_destroy_group(tg);
7618 }
7619
7620 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7621 {
7622         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7623
7624         sched_offline_group(tg);
7625 }
7626
7627 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7628                                  struct cgroup_taskset *tset)
7629 {
7630         struct task_struct *task;
7631
7632         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7633 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7634                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7635                         return -EINVAL;
7636 #else
7637                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7638                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7639                         return -EINVAL;
7640 #endif
7641         }
7642         return 0;
7643 }
7644
7645 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7646                               struct cgroup_taskset *tset)
7647 {
7648         struct task_struct *task;
7649
7650         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7651                 sched_move_task(task);
7652 }
7653
7654 static void
7655 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7656                 struct task_struct *task)
7657 {
7658         /*
7659          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7660          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7661          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7662          */
7663         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7664                 return;
7665
7666         sched_move_task(task);
7667 }
7668
7669 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7670 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7671                                 u64 shareval)
7672 {
7673         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7674 }
7675
7676 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7677 {
7678         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7679
7680         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7681 }
7682
7683 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7684 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7685
7686 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7687 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7688
7689 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7690
7691 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7692 {
7693         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7694         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7695
7696         if (tg == &root_task_group)
7697                 return -EINVAL;
7698
7699         /*
7700          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7701          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7702          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7703          */
7704         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7705                 return -EINVAL;
7706
7707         /*
7708          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7709          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7710          * feasibility.
7711          */
7712         if (period > max_cfs_quota_period)
7713                 return -EINVAL;
7714
7715         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7716         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7717         if (ret)
7718                 goto out_unlock;
7719
7720         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7721         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7722         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7723         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7724         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7725         cfs_b->quota = quota;
7726
7727         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7728         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7729         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7730                 /* force a reprogram */
7731                 cfs_b->timer_active = 0;
7732                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7733         }
7734         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7735
7736         for_each_possible_cpu(i) {
7737                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7738                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7739
7740                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7741                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7742                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7743
7744                 if (cfs_rq->throttled)
7745                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7746                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7747         }
7748 out_unlock:
7749         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7750
7751         return ret;
7752 }
7753
7754 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7755 {
7756         u64 quota, period;
7757
7758         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7759         if (cfs_quota_us < 0)
7760                 quota = RUNTIME_INF;
7761         else
7762                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7763
7764         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7765 }
7766
7767 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7768 {
7769         u64 quota_us;
7770
7771         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7772                 return -1;
7773
7774         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7775         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7776
7777         return quota_us;
7778 }
7779
7780 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7781 {
7782         u64 quota, period;
7783
7784         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7785         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7786
7787         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7788 }
7789
7790 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7791 {
7792         u64 cfs_period_us;
7793
7794         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7795         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7796
7797         return cfs_period_us;
7798 }
7799
7800 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7801 {
7802         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7803 }
7804
7805 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7806                                 s64 cfs_quota_us)
7807 {
7808         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7809 }
7810
7811 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7812 {
7813         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7814 }
7815
7816 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7817                                 u64 cfs_period_us)
7818 {
7819         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7820 }
7821
7822 struct cfs_schedulable_data {
7823         struct task_group *tg;
7824         u64 period, quota;
7825 };
7826
7827 /*
7828  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7829  * note: units are usecs
7830  */
7831 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7832                                struct cfs_schedulable_data *d)
7833 {
7834         u64 quota, period;
7835
7836         if (tg == d->tg) {
7837                 period = d->period;
7838                 quota = d->quota;
7839         } else {
7840                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7841                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7842         }
7843
7844         /* note: these should typically be equivalent */
7845         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7846                 return RUNTIME_INF;
7847
7848         return to_ratio(period, quota);
7849 }
7850
7851 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7852 {
7853         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7854         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7855         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7856
7857         if (!tg->parent) {
7858                 quota = RUNTIME_INF;
7859         } else {
7860                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7861
7862                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7863                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7864
7865                 /*
7866                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7867                  * limit is set
7868                  */
7869                 if (quota == RUNTIME_INF)
7870                         quota = parent_quota;
7871                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7872                         return -EINVAL;
7873         }
7874         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7875
7876         return 0;
7877 }
7878
7879 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7880 {
7881         int ret;
7882         struct cfs_schedulable_data data = {
7883                 .tg = tg,
7884                 .period = period,
7885                 .quota = quota,
7886         };
7887
7888         if (quota != RUNTIME_INF) {
7889                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7890                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7891         }
7892
7893         rcu_read_lock();
7894         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7895         rcu_read_unlock();
7896
7897         return ret;
7898 }
7899
7900 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7901                 struct cgroup_map_cb *cb)
7902 {
7903         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7904         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7905
7906         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7907         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7908         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7909
7910         return 0;
7911 }
7912 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7913 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7914
7915 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7916 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7917                                 s64 val)
7918 {
7919         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7920 }
7921
7922 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7923 {
7924         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7925 }
7926
7927 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7928                 u64 rt_period_us)
7929 {
7930         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7931 }
7932
7933 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7934 {
7935         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7936 }
7937 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7938
7939 static struct cftype cpu_files[] = {
7940 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7941         {
7942                 .name = "shares",
7943                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7944                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7945         },
7946 #endif
7947 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7948         {
7949                 .name = "cfs_quota_us",
7950                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7951                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7952         },
7953         {
7954                 .name = "cfs_period_us",
7955                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7956                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7957         },
7958         {
7959                 .name = "stat",
7960                 .read_map = cpu_stats_show,
7961         },
7962 #endif
7963 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7964         {
7965                 .name = "rt_runtime_us",
7966                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7967                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7968         },
7969         {
7970                 .name = "rt_period_us",
7971                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7972                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7973         },
7974 #endif
7975         { }     /* terminate */
7976 };
7977
7978 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7979         .name           = "cpu",
7980         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7981         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7982         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7983         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
7984         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7985         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7986         .exit           = cpu_cgroup_exit,
7987         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
7988         .base_cftypes   = cpu_files,
7989         .early_init     = 1,
7990 };
7991
7992 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7993
7994 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
7995
7996 /*
7997  * CPU accounting code for task groups.
7998  *
7999  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
8000  * (balbir@in.ibm.com).
8001  */
8002
8003 struct cpuacct root_cpuacct;
8004
8005 /* create a new cpu accounting group */
8006 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
8007 {
8008         struct cpuacct *ca;
8009
8010         if (!cgrp->parent)
8011                 return &root_cpuacct.css;
8012
8013         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
8014         if (!ca)
8015                 goto out;
8016
8017         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
8018         if (!ca->cpuusage)
8019                 goto out_free_ca;
8020
8021         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
8022         if (!ca->cpustat)
8023                 goto out_free_cpuusage;
8024
8025         return &ca->css;
8026
8027 out_free_cpuusage:
8028         free_percpu(ca->cpuusage);
8029 out_free_ca:
8030         kfree(ca);
8031 out:
8032         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8033 }
8034
8035 /* destroy an existing cpu accounting group */
8036 static void cpuacct_css_free(struct cgroup *cgrp)
8037 {
8038         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8039
8040         free_percpu(ca->cpustat);
8041         free_percpu(ca->cpuusage);
8042         kfree(ca);
8043 }
8044
8045 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
8046 {
8047         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8048         u64 data;
8049
8050 #ifndef CONFIG_64BIT
8051         /*
8052          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
8053          */
8054         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8055         data = *cpuusage;
8056         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8057 #else
8058         data = *cpuusage;
8059 #endif
8060
8061         return data;
8062 }
8063
8064 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
8065 {
8066         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8067
8068 #ifndef CONFIG_64BIT
8069         /*
8070          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
8071          */
8072         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8073         *cpuusage = val;
8074         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8075 #else
8076         *cpuusage = val;
8077 #endif
8078 }
8079
8080 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
8081 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8082 {
8083         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8084         u64 totalcpuusage = 0;
8085         int i;
8086
8087         for_each_present_cpu(i)
8088                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8089
8090         return totalcpuusage;
8091 }
8092
8093 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8094                                                                 u64 reset)
8095 {
8096         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8097         int err = 0;
8098         int i;
8099
8100         if (reset) {
8101                 err = -EINVAL;
8102                 goto out;
8103         }
8104
8105         for_each_present_cpu(i)
8106                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8107
8108 out:
8109         return err;
8110 }
8111
8112 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8113                                    struct seq_file *m)
8114 {
8115         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8116         u64 percpu;
8117         int i;
8118
8119         for_each_present_cpu(i) {
8120                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8121                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8122         }
8123         seq_printf(m, "\n");
8124         return 0;
8125 }
8126
8127 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8128         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8129         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8130 };
8131
8132 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8133                               struct cgroup_map_cb *cb)
8134 {
8135         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8136         int cpu;
8137         s64 val = 0;
8138
8139         for_each_online_cpu(cpu) {
8140                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8141                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8142                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8143         }
8144         val = cputime64_to_clock_t(val);
8145         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8146
8147         val = 0;
8148         for_each_online_cpu(cpu) {
8149                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8150                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8151                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8152                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8153         }
8154
8155         val = cputime64_to_clock_t(val);
8156         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8157
8158         return 0;
8159 }
8160
8161 static struct cftype files[] = {
8162         {
8163                 .name = "usage",
8164                 .read_u64 = cpuusage_read,
8165                 .write_u64 = cpuusage_write,
8166         },
8167         {
8168                 .name = "usage_percpu",
8169                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8170         },
8171         {
8172                 .name = "stat",
8173                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8174         },
8175         { }     /* terminate */
8176 };
8177
8178 /*
8179  * charge this task's execution time to its accounting group.
8180  *
8181  * called with rq->lock held.
8182  */
8183 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8184 {
8185         struct cpuacct *ca;
8186         int cpu;
8187
8188         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8189                 return;
8190
8191         cpu = task_cpu(tsk);
8192
8193         rcu_read_lock();
8194
8195         ca = task_ca(tsk);
8196
8197         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8198                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8199                 *cpuusage += cputime;
8200         }
8201
8202         rcu_read_unlock();
8203 }
8204
8205 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8206         .name = "cpuacct",
8207         .css_alloc = cpuacct_css_alloc,
8208         .css_free = cpuacct_css_free,
8209         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8210         .base_cftypes = files,
8211 };
8212 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */
8213
8214 void dump_cpu_task(int cpu)
8215 {
8216         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8217         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8218 }