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