]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag 'kvm-3.9-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[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         struct hlist_node *node;
1756
1757         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1758                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1759 }
1760
1761 static void
1762 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1763                                  struct task_struct *next)
1764 {
1765         struct preempt_notifier *notifier;
1766         struct hlist_node *node;
1767
1768         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1769                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1770 }
1771
1772 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1773
1774 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1775 {
1776 }
1777
1778 static void
1779 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1780                                  struct task_struct *next)
1781 {
1782 }
1783
1784 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1785
1786 /**
1787  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1788  * @rq: the runqueue preparing to switch
1789  * @prev: the current task that is being switched out
1790  * @next: the task we are going to switch to.
1791  *
1792  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1793  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1794  * switch.
1795  *
1796  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1797  * hooks.
1798  */
1799 static inline void
1800 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1801                     struct task_struct *next)
1802 {
1803         trace_sched_switch(prev, next);
1804         sched_info_switch(prev, next);
1805         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1806         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1807         prepare_lock_switch(rq, next);
1808         prepare_arch_switch(next);
1809 }
1810
1811 /**
1812  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1813  * @rq: runqueue associated with task-switch
1814  * @prev: the thread we just switched away from.
1815  *
1816  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1817  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1818  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1819  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1820  *
1821  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1822  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1823  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1824  * details.)
1825  */
1826 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1827         __releases(rq->lock)
1828 {
1829         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1830         long prev_state;
1831
1832         rq->prev_mm = NULL;
1833
1834         /*
1835          * A task struct has one reference for the use as "current".
1836          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1837          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1838          * the scheduled task must drop that reference.
1839          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1840          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1841          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1842          * be dropped twice.
1843          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1844          */
1845         prev_state = prev->state;
1846         vtime_task_switch(prev);
1847         finish_arch_switch(prev);
1848         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1849         finish_lock_switch(rq, prev);
1850         finish_arch_post_lock_switch();
1851
1852         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1853         if (mm)
1854                 mmdrop(mm);
1855         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1856                 /*
1857                  * Remove function-return probe instances associated with this
1858                  * task and put them back on the free list.
1859                  */
1860                 kprobe_flush_task(prev);
1861                 put_task_struct(prev);
1862         }
1863 }
1864
1865 #ifdef CONFIG_SMP
1866
1867 /* assumes rq->lock is held */
1868 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1869 {
1870         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1871                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1872 }
1873
1874 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1875 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1876 {
1877         if (rq->post_schedule) {
1878                 unsigned long flags;
1879
1880                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1881                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1882                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1884
1885                 rq->post_schedule = 0;
1886         }
1887 }
1888
1889 #else
1890
1891 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1892 {
1893 }
1894
1895 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1896 {
1897 }
1898
1899 #endif
1900
1901 /**
1902  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1903  * @prev: the thread we just switched away from.
1904  */
1905 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1906         __releases(rq->lock)
1907 {
1908         struct rq *rq = this_rq();
1909
1910         finish_task_switch(rq, prev);
1911
1912         /*
1913          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1914          * task_switch?
1915          */
1916         post_schedule(rq);
1917
1918 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1919         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1920         preempt_enable();
1921 #endif
1922         if (current->set_child_tid)
1923                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1924 }
1925
1926 /*
1927  * context_switch - switch to the new MM and the new
1928  * thread's register state.
1929  */
1930 static inline void
1931 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1932                struct task_struct *next)
1933 {
1934         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1935
1936         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1937
1938         mm = next->mm;
1939         oldmm = prev->active_mm;
1940         /*
1941          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1942          * combine the page table reload and the switch backend into
1943          * one hypercall.
1944          */
1945         arch_start_context_switch(prev);
1946
1947         if (!mm) {
1948                 next->active_mm = oldmm;
1949                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1950                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1951         } else
1952                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1953
1954         if (!prev->mm) {
1955                 prev->active_mm = NULL;
1956                 rq->prev_mm = oldmm;
1957         }
1958         /*
1959          * Since the runqueue lock will be released by the next
1960          * task (which is an invalid locking op but in the case
1961          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1962          * do an early lockdep release here:
1963          */
1964 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1965         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1966 #endif
1967
1968         context_tracking_task_switch(prev, next);
1969         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1970         switch_to(prev, next, prev);
1971
1972         barrier();
1973         /*
1974          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1975          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1976          * frame will be invalid.
1977          */
1978         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1979 }
1980
1981 /*
1982  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1983  *
1984  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1985  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1986  * number of context switches performed since bootup.
1987  */
1988 unsigned long nr_running(void)
1989 {
1990         unsigned long i, sum = 0;
1991
1992         for_each_online_cpu(i)
1993                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1994
1995         return sum;
1996 }
1997
1998 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1999 {
2000         unsigned long i, sum = 0;
2001
2002         for_each_possible_cpu(i)
2003                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2004
2005         /*
2006          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2007          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2008          */
2009         if (unlikely((long)sum < 0))
2010                 sum = 0;
2011
2012         return sum;
2013 }
2014
2015 unsigned long long nr_context_switches(void)
2016 {
2017         int i;
2018         unsigned long long sum = 0;
2019
2020         for_each_possible_cpu(i)
2021                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2022
2023         return sum;
2024 }
2025
2026 unsigned long nr_iowait(void)
2027 {
2028         unsigned long i, sum = 0;
2029
2030         for_each_possible_cpu(i)
2031                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2032
2033         return sum;
2034 }
2035
2036 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2037 {
2038         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2039         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2040 }
2041
2042 unsigned long this_cpu_load(void)
2043 {
2044         struct rq *this = this_rq();
2045         return this->cpu_load[0];
2046 }
2047
2048
2049 /*
2050  * Global load-average calculations
2051  *
2052  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2053  * in order to minimize overhead.
2054  *
2055  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2056  * nr_uninterruptible.
2057  *
2058  * Once every LOAD_FREQ:
2059  *
2060  *   nr_active = 0;
2061  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2062  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2063  *
2064  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2065  *
2066  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2067  *
2068  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2069  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2070  *    to calculating nr_active.
2071  *
2072  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2073  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2074  *
2075  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2076  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2077  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2078  *
2079  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2080  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2081  *    cpu to have completed this task.
2082  *
2083  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2084  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2085  *
2086  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2087  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2088  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2089  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2090  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2091  *    all cpus yields the correct result.
2092  *
2093  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2094  */
2095
2096 /* Variables and functions for calc_load */
2097 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2098 static unsigned long calc_load_update;
2099 unsigned long avenrun[3];
2100 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2101
2102 /**
2103  * get_avenrun - get the load average array
2104  * @loads:      pointer to dest load array
2105  * @offset:     offset to add
2106  * @shift:      shift count to shift the result left
2107  *
2108  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2109  */
2110 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2111 {
2112         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2113         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2114         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2115 }
2116
2117 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2118 {
2119         long nr_active, delta = 0;
2120
2121         nr_active = this_rq->nr_running;
2122         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2123
2124         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2125                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2126                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2127         }
2128
2129         return delta;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2134  */
2135 static unsigned long
2136 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2137 {
2138         load *= exp;
2139         load += active * (FIXED_1 - exp);
2140         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2141         return load >> FSHIFT;
2142 }
2143
2144 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2145 /*
2146  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2147  *
2148  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2149  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2150  * NO_HZ.
2151  *
2152  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2153  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2154  * when we read the global state.
2155  *
2156  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2157  *
2158  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2159  *    contribution, causing under-accounting.
2160  *
2161  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2162  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2163  *
2164  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2165  *
2166  *        0s            5s            10s           15s
2167  *          +10           +10           +10           +10
2168  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2169  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2170  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2171  *
2172  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2173  *    accumlating the new one.
2174  *
2175  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2176  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2177  *    busy state.
2178  *
2179  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2180  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2181  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2182  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2183  *    LOAD_FREQ intervals.
2184  *
2185  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2186  */
2187 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2188 static int calc_load_idx;
2189
2190 static inline int calc_load_write_idx(void)
2191 {
2192         int idx = calc_load_idx;
2193
2194         /*
2195          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2196          * need to observe the new update time.
2197          */
2198         smp_rmb();
2199
2200         /*
2201          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2202          * next idle-delta.
2203          */
2204         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2205                 idx++;
2206
2207         return idx & 1;
2208 }
2209
2210 static inline int calc_load_read_idx(void)
2211 {
2212         return calc_load_idx & 1;
2213 }
2214
2215 void calc_load_enter_idle(void)
2216 {
2217         struct rq *this_rq = this_rq();
2218         long delta;
2219
2220         /*
2221          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2222          * into the pending idle delta.
2223          */
2224         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2225         if (delta) {
2226                 int idx = calc_load_write_idx();
2227                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2228         }
2229 }
2230
2231 void calc_load_exit_idle(void)
2232 {
2233         struct rq *this_rq = this_rq();
2234
2235         /*
2236          * If we're still before the sample window, we're done.
2237          */
2238         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2239                 return;
2240
2241         /*
2242          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2243          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2244          * sync up for the next window.
2245          */
2246         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2247         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2248                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2249 }
2250
2251 static long calc_load_fold_idle(void)
2252 {
2253         int idx = calc_load_read_idx();
2254         long delta = 0;
2255
2256         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2257                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2258
2259         return delta;
2260 }
2261
2262 /**
2263  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2264  *
2265  * @x:         base of the power
2266  * @frac_bits: fractional bits of @x
2267  * @n:         power to raise @x to.
2268  *
2269  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2270  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2271  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2272  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2273  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2274  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2275  * vector.
2276  */
2277 static unsigned long
2278 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2279 {
2280         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2281
2282         if (n) for (;;) {
2283                 if (n & 1) {
2284                         result *= x;
2285                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2286                         result >>= frac_bits;
2287                 }
2288                 n >>= 1;
2289                 if (!n)
2290                         break;
2291                 x *= x;
2292                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2293                 x >>= frac_bits;
2294         }
2295
2296         return result;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2301  *
2302  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2303  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2304  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2305  *
2306  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2307  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2308  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2309  *
2310  *  ...
2311  *
2312  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2313  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2314  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2315  *
2316  * [1] application of the geometric series:
2317  *
2318  *              n         1 - x^(n+1)
2319  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2320  *             i=0          1 - x
2321  */
2322 static unsigned long
2323 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2324             unsigned long active, unsigned int n)
2325 {
2326
2327         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2332  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2333  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2334  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2335  *
2336  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2337  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2338  */
2339 static void calc_global_nohz(void)
2340 {
2341         long delta, active, n;
2342
2343         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2344                 /*
2345                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2346                  */
2347                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2348                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2349
2350                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2351                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2352
2353                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2354                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2355                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2356
2357                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2358         }
2359
2360         /*
2361          * Flip the idle index...
2362          *
2363          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2364          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2365          * index, this avoids a double flip messing things up.
2366          */
2367         smp_wmb();
2368         calc_load_idx++;
2369 }
2370 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2371
2372 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2373 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2374
2375 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2376
2377 /*
2378  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2379  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2380  */
2381 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2382 {
2383         long active, delta;
2384
2385         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2386                 return;
2387
2388         /*
2389          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2390          */
2391         delta = calc_load_fold_idle();
2392         if (delta)
2393                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2394
2395         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2396         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2397
2398         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2399         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2400         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2401
2402         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2403
2404         /*
2405          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2406          */
2407         calc_global_nohz();
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2412  * active count.
2413  */
2414 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2415 {
2416         long delta;
2417
2418         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2419                 return;
2420
2421         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2422         if (delta)
2423                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2424
2425         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2426 }
2427
2428 /*
2429  * End of global load-average stuff
2430  */
2431
2432 /*
2433  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2434  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2435  *
2436  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2437  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2438  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2439  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2440  *
2441  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2442  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2443  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2444  *
2445  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2446  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2447  * particular idx is approximated to be zero.
2448  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2449  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2450  * based on 128 point scale.
2451  * Example:
2452  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2453  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2454  *
2455  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2456  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2457  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2458  */
2459 #define DEGRADE_SHIFT           7
2460 static const unsigned char
2461                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2462 static const unsigned char
2463                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2464                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2465                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2466                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2467                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2468                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2469
2470 /*
2471  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2472  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2473  * adding any new load.
2474  */
2475 static unsigned long
2476 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2477 {
2478         int j = 0;
2479
2480         if (!missed_updates)
2481                 return load;
2482
2483         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2484                 return 0;
2485
2486         if (idx == 1)
2487                 return load >> missed_updates;
2488
2489         while (missed_updates) {
2490                 if (missed_updates % 2)
2491                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2492
2493                 missed_updates >>= 1;
2494                 j++;
2495         }
2496         return load;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2501  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2502  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2503  */
2504 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2505                               unsigned long pending_updates)
2506 {
2507         int i, scale;
2508
2509         this_rq->nr_load_updates++;
2510
2511         /* Update our load: */
2512         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2513         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2514                 unsigned long old_load, new_load;
2515
2516                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2517
2518                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2519                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2520                 new_load = this_load;
2521                 /*
2522                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2523                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2524                  * example.
2525                  */
2526                 if (new_load > old_load)
2527                         new_load += scale - 1;
2528
2529                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2530         }
2531
2532         sched_avg_update(this_rq);
2533 }
2534
2535 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2536 /*
2537  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2538  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2539  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2540  *
2541  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2542  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2543  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2544  * (tick_nohz_idle_exit).
2545  *
2546  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2547  */
2548
2549 /*
2550  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2551  * idle balance.
2552  */
2553 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2554 {
2555         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2556         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2557         unsigned long pending_updates;
2558
2559         /*
2560          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2561          */
2562         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2563                 return;
2564
2565         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2566         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2567
2568         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2573  */
2574 void update_cpu_load_nohz(void)
2575 {
2576         struct rq *this_rq = this_rq();
2577         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2578         unsigned long pending_updates;
2579
2580         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2581                 return;
2582
2583         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2584         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2585         if (pending_updates) {
2586                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2587                 /*
2588                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2589                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2590                  */
2591                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2592         }
2593         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2594 }
2595 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2596
2597 /*
2598  * Called from scheduler_tick()
2599  */
2600 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2601 {
2602         /*
2603          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2604          */
2605         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2606         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2607
2608         calc_load_account_active(this_rq);
2609 }
2610
2611 #ifdef CONFIG_SMP
2612
2613 /*
2614  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2615  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2616  */
2617 void sched_exec(void)
2618 {
2619         struct task_struct *p = current;
2620         unsigned long flags;
2621         int dest_cpu;
2622
2623         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2624         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2625         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2626                 goto unlock;
2627
2628         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2629                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2630
2631                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2632                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2633                 return;
2634         }
2635 unlock:
2636         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2637 }
2638
2639 #endif
2640
2641 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2642 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2643
2644 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2645 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2646
2647 /*
2648  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2649  * @p in case that task is currently running.
2650  *
2651  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2652  */
2653 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2654 {
2655         u64 ns = 0;
2656
2657         if (task_current(rq, p)) {
2658                 update_rq_clock(rq);
2659                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2660                 if ((s64)ns < 0)
2661                         ns = 0;
2662         }
2663
2664         return ns;
2665 }
2666
2667 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2668 {
2669         unsigned long flags;
2670         struct rq *rq;
2671         u64 ns = 0;
2672
2673         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2674         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2675         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2676
2677         return ns;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Return accounted runtime for the task.
2682  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2683  * pending runtime that have not been accounted yet.
2684  */
2685 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2686 {
2687         unsigned long flags;
2688         struct rq *rq;
2689         u64 ns = 0;
2690
2691         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2692         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2693         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2694
2695         return ns;
2696 }
2697
2698 /*
2699  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2700  * We call it with interrupts disabled.
2701  */
2702 void scheduler_tick(void)
2703 {
2704         int cpu = smp_processor_id();
2705         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2706         struct task_struct *curr = rq->curr;
2707
2708         sched_clock_tick();
2709
2710         raw_spin_lock(&rq->lock);
2711         update_rq_clock(rq);
2712         update_cpu_load_active(rq);
2713         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2714         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2715
2716         perf_event_task_tick();
2717
2718 #ifdef CONFIG_SMP
2719         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2720         trigger_load_balance(rq, cpu);
2721 #endif
2722 }
2723
2724 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2725 {
2726         if (in_lock_functions(addr)) {
2727                 addr = CALLER_ADDR2;
2728                 if (in_lock_functions(addr))
2729                         addr = CALLER_ADDR3;
2730         }
2731         return addr;
2732 }
2733
2734 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2735                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2736
2737 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2738 {
2739 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2740         /*
2741          * Underflow?
2742          */
2743         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2744                 return;
2745 #endif
2746         preempt_count() += val;
2747 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2748         /*
2749          * Spinlock count overflowing soon?
2750          */
2751         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2752                                 PREEMPT_MASK - 10);
2753 #endif
2754         if (preempt_count() == val)
2755                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2758
2759 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2760 {
2761 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2762         /*
2763          * Underflow?
2764          */
2765         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2766                 return;
2767         /*
2768          * Is the spinlock portion underflowing?
2769          */
2770         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2771                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2772                 return;
2773 #endif
2774
2775         if (preempt_count() == val)
2776                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2777         preempt_count() -= val;
2778 }
2779 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2780
2781 #endif
2782
2783 /*
2784  * Print scheduling while atomic bug:
2785  */
2786 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2787 {
2788         if (oops_in_progress)
2789                 return;
2790
2791         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2792                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2793
2794         debug_show_held_locks(prev);
2795         print_modules();
2796         if (irqs_disabled())
2797                 print_irqtrace_events(prev);
2798         dump_stack();
2799         add_taint(TAINT_WARN);
2800 }
2801
2802 /*
2803  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2804  */
2805 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2806 {
2807         /*
2808          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2809          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2810          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2811          */
2812         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2813                 __schedule_bug(prev);
2814         rcu_sleep_check();
2815
2816         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2817
2818         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2819 }
2820
2821 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2822 {
2823         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2824                 update_rq_clock(rq);
2825         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Pick up the highest-prio task:
2830  */
2831 static inline struct task_struct *
2832 pick_next_task(struct rq *rq)
2833 {
2834         const struct sched_class *class;
2835         struct task_struct *p;
2836
2837         /*
2838          * Optimization: we know that if all tasks are in
2839          * the fair class we can call that function directly:
2840          */
2841         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2842                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2843                 if (likely(p))
2844                         return p;
2845         }
2846
2847         for_each_class(class) {
2848                 p = class->pick_next_task(rq);
2849                 if (p)
2850                         return p;
2851         }
2852
2853         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2854 }
2855
2856 /*
2857  * __schedule() is the main scheduler function.
2858  *
2859  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2860  *
2861  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2862  *
2863  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2864  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2865  *
2866  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2867  *      interrupt handler scheduler_tick().
2868  *
2869  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2870  *      task to the run-queue and that's it.
2871  *
2872  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2873  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2874  *      called on the nearest possible occasion:
2875  *
2876  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2877  *
2878  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2879  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2880  *           spin_unlock()!)
2881  *
2882  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2883  *           preemptible context
2884  *
2885  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2886  *         then at the next:
2887  *
2888  *          - cond_resched() call
2889  *          - explicit schedule() call
2890  *          - return from syscall or exception to user-space
2891  *          - return from interrupt-handler to user-space
2892  */
2893 static void __sched __schedule(void)
2894 {
2895         struct task_struct *prev, *next;
2896         unsigned long *switch_count;
2897         struct rq *rq;
2898         int cpu;
2899
2900 need_resched:
2901         preempt_disable();
2902         cpu = smp_processor_id();
2903         rq = cpu_rq(cpu);
2904         rcu_note_context_switch(cpu);
2905         prev = rq->curr;
2906
2907         schedule_debug(prev);
2908
2909         if (sched_feat(HRTICK))
2910                 hrtick_clear(rq);
2911
2912         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2913
2914         switch_count = &prev->nivcsw;
2915         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2916                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2917                         prev->state = TASK_RUNNING;
2918                 } else {
2919                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2920                         prev->on_rq = 0;
2921
2922                         /*
2923                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2924                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2925                          * concurrency.
2926                          */
2927                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2928                                 struct task_struct *to_wakeup;
2929
2930                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2931                                 if (to_wakeup)
2932                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2933                         }
2934                 }
2935                 switch_count = &prev->nvcsw;
2936         }
2937
2938         pre_schedule(rq, prev);
2939
2940         if (unlikely(!rq->nr_running))
2941                 idle_balance(cpu, rq);
2942
2943         put_prev_task(rq, prev);
2944         next = pick_next_task(rq);
2945         clear_tsk_need_resched(prev);
2946         rq->skip_clock_update = 0;
2947
2948         if (likely(prev != next)) {
2949                 rq->nr_switches++;
2950                 rq->curr = next;
2951                 ++*switch_count;
2952
2953                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2954                 /*
2955                  * The context switch have flipped the stack from under us
2956                  * and restored the local variables which were saved when
2957                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2958                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2959                  */
2960                 cpu = smp_processor_id();
2961                 rq = cpu_rq(cpu);
2962         } else
2963                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2964
2965         post_schedule(rq);
2966
2967         sched_preempt_enable_no_resched();
2968         if (need_resched())
2969                 goto need_resched;
2970 }
2971
2972 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2973 {
2974         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2975                 return;
2976         /*
2977          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2978          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2979          */
2980         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2981                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2982 }
2983
2984 asmlinkage void __sched schedule(void)
2985 {
2986         struct task_struct *tsk = current;
2987
2988         sched_submit_work(tsk);
2989         __schedule();
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2992
2993 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2994 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2995 {
2996         /*
2997          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2998          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2999          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3000          * we find a better solution.
3001          */
3002         user_exit();
3003         schedule();
3004         user_enter();
3005 }
3006 #endif
3007
3008 /**
3009  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3010  *
3011  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3012  */
3013 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3014 {
3015         sched_preempt_enable_no_resched();
3016         schedule();
3017         preempt_disable();
3018 }
3019
3020 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3021
3022 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3023 {
3024         if (lock->owner != owner)
3025                 return false;
3026
3027         /*
3028          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3029          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3030          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3031          * ensures the memory stays valid.
3032          */
3033         barrier();
3034
3035         return owner->on_cpu;
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3040  * access and not reliable.
3041  */
3042 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3043 {
3044         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3045                 return 0;
3046
3047         rcu_read_lock();
3048         while (owner_running(lock, owner)) {
3049                 if (need_resched())
3050                         break;
3051
3052                 arch_mutex_cpu_relax();
3053         }
3054         rcu_read_unlock();
3055
3056         /*
3057          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3058          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3059          * success only when lock->owner is NULL.
3060          */
3061         return lock->owner == NULL;
3062 }
3063 #endif
3064
3065 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3066 /*
3067  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3068  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3069  * occur there and call schedule directly.
3070  */
3071 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3072 {
3073         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3074
3075         /*
3076          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3077          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3078          */
3079         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3080                 return;
3081
3082         do {
3083                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3084                 __schedule();
3085                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3086
3087                 /*
3088                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3089                  * between schedule and now.
3090                  */
3091                 barrier();
3092         } while (need_resched());
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3095
3096 /*
3097  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3098  * off of irq context.
3099  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3100  * protect us against recursive calling from irq.
3101  */
3102 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3103 {
3104         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3105
3106         /* Catch callers which need to be fixed */
3107         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3108
3109         user_exit();
3110         do {
3111                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3112                 local_irq_enable();
3113                 __schedule();
3114                 local_irq_disable();
3115                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3116
3117                 /*
3118                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3119                  * between schedule and now.
3120                  */
3121                 barrier();
3122         } while (need_resched());
3123 }
3124
3125 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3126
3127 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3128                           void *key)
3129 {
3130         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3131 }
3132 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3133
3134 /*
3135  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3136  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3137  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3138  *
3139  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3140  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3141  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3142  */
3143 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3144                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3145 {
3146         wait_queue_t *curr, *next;
3147
3148         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3149                 unsigned flags = curr->flags;
3150
3151                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3152                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3153                         break;
3154         }
3155 }
3156
3157 /**
3158  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3159  * @q: the waitqueue
3160  * @mode: which threads
3161  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3162  * @key: is directly passed to the wakeup function
3163  *
3164  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3165  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3166  */
3167 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3168                         int nr_exclusive, void *key)
3169 {
3170         unsigned long flags;
3171
3172         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3173         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3174         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3177
3178 /*
3179  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3180  */
3181 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3182 {
3183         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3186
3187 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3188 {
3189         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3190 }
3191 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3192
3193 /**
3194  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3195  * @q: the waitqueue
3196  * @mode: which threads
3197  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3198  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3199  *
3200  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3201  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3202  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3203  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3204  *
3205  * On UP it can prevent extra preemption.
3206  *
3207  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3208  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3209  */
3210 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3211                         int nr_exclusive, void *key)
3212 {
3213         unsigned long flags;
3214         int wake_flags = WF_SYNC;
3215
3216         if (unlikely(!q))
3217                 return;
3218
3219         if (unlikely(!nr_exclusive))
3220                 wake_flags = 0;
3221
3222         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3223         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3224         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3225 }
3226 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3227
3228 /*
3229  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3230  */
3231 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3232 {
3233         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3234 }
3235 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3236
3237 /**
3238  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3239  * @x:  holds the state of this particular completion
3240  *
3241  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3242  * awakened in the same order in which they were queued.
3243  *
3244  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
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(struct completion *x)
3250 {
3251         unsigned long flags;
3252
3253         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3254         x->done++;
3255         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3256         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(complete);
3259
3260 /**
3261  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3262  * @x:  holds the state of this particular completion
3263  *
3264  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3265  *
3266  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3267  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3268  */
3269 void complete_all(struct completion *x)
3270 {
3271         unsigned long flags;
3272
3273         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3274         x->done += UINT_MAX/2;
3275         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3276         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3279
3280 static inline long __sched
3281 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3282 {
3283         if (!x->done) {
3284                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3285
3286                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3287                 do {
3288                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3289                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3290                                 break;
3291                         }
3292                         __set_current_state(state);
3293                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3294                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3295                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3296                 } while (!x->done && timeout);
3297                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3298                 if (!x->done)
3299                         return timeout;
3300         }
3301         x->done--;
3302         return timeout ?: 1;
3303 }
3304
3305 static long __sched
3306 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3307 {
3308         might_sleep();
3309
3310         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3311         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3312         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3313         return timeout;
3314 }
3315
3316 /**
3317  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3318  * @x:  holds the state of this particular completion
3319  *
3320  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3321  * interruptible and there is no timeout.
3322  *
3323  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3324  * and interrupt capability. Also see complete().
3325  */
3326 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3327 {
3328         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3331
3332 /**
3333  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3334  * @x:  holds the state of this particular completion
3335  * @timeout:  timeout value in jiffies
3336  *
3337  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3338  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3339  * interruptible.
3340  *
3341  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3342  * jiffies left till timeout) if completed.
3343  */
3344 unsigned long __sched
3345 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3346 {
3347         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3348 }
3349 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3350
3351 /**
3352  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3353  * @x:  holds the state of this particular completion
3354  *
3355  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3356  * interruptible.
3357  *
3358  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3359  */
3360 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3361 {
3362         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3363         if (t == -ERESTARTSYS)
3364                 return t;
3365         return 0;
3366 }
3367 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3368
3369 /**
3370  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3371  * @x:  holds the state of this particular completion
3372  * @timeout:  timeout value in jiffies
3373  *
3374  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3375  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3376  *
3377  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3378  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3379  */
3380 long __sched
3381 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3382                                           unsigned long timeout)
3383 {
3384         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3387
3388 /**
3389  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3390  * @x:  holds the state of this particular completion
3391  *
3392  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3393  * interrupted by a kill signal.
3394  *
3395  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3396  */
3397 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3398 {
3399         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3400         if (t == -ERESTARTSYS)
3401                 return t;
3402         return 0;
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3405
3406 /**
3407  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3408  * @x:  holds the state of this particular completion
3409  * @timeout:  timeout value in jiffies
3410  *
3411  * This waits for either a completion of a specific task to be
3412  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3413  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3414  *
3415  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3416  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3417  */
3418 long __sched
3419 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3420                                      unsigned long timeout)
3421 {
3422         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3423 }
3424 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3425
3426 /**
3427  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3428  *      @x:     completion structure
3429  *
3430  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3431  *               1 if a decrement succeeded.
3432  *
3433  *      If a completion is being used as a counting completion,
3434  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3435  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3436  *      is protecting is not available.
3437  */
3438 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3439 {
3440         unsigned long flags;
3441         int ret = 1;
3442
3443         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3444         if (!x->done)
3445                 ret = 0;
3446         else
3447                 x->done--;
3448         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3449         return ret;
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3452
3453 /**
3454  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3455  *      @x:     completion structure
3456  *
3457  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3458  *               1 if there are no waiters.
3459  *
3460  */
3461 bool completion_done(struct completion *x)
3462 {
3463         unsigned long flags;
3464         int ret = 1;
3465
3466         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3467         if (!x->done)
3468                 ret = 0;
3469         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3470         return ret;
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3473
3474 static long __sched
3475 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3476 {
3477         unsigned long flags;
3478         wait_queue_t wait;
3479
3480         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3481
3482         __set_current_state(state);
3483
3484         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3485         __add_wait_queue(q, &wait);
3486         spin_unlock(&q->lock);
3487         timeout = schedule_timeout(timeout);
3488         spin_lock_irq(&q->lock);
3489         __remove_wait_queue(q, &wait);
3490         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3491
3492         return timeout;
3493 }
3494
3495 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3496 {
3497         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3500
3501 long __sched
3502 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3503 {
3504         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3505 }
3506 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3507
3508 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3509 {
3510         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3513
3514 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3515 {
3516         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3519
3520 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3521
3522 /*
3523  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3524  * @p: task
3525  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3526  *
3527  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3528  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3529  *
3530  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3531  */
3532 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3533 {
3534         int oldprio, on_rq, running;
3535         struct rq *rq;
3536         const struct sched_class *prev_class;
3537
3538         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3539
3540         rq = __task_rq_lock(p);
3541
3542         /*
3543          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3544          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3545          *
3546          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3547          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3548          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3549          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3550          * with interrupts disabled and will complete the lock
3551          * protected section without being interrupted. So there is no
3552          * real need to boost.
3553          */
3554         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3555                 WARN_ON(p != rq->curr);
3556                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3557                 goto out_unlock;
3558         }
3559
3560         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3561         oldprio = p->prio;
3562         prev_class = p->sched_class;
3563         on_rq = p->on_rq;
3564         running = task_current(rq, p);
3565         if (on_rq)
3566                 dequeue_task(rq, p, 0);
3567         if (running)
3568                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3569
3570         if (rt_prio(prio))
3571                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3572         else
3573                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3574
3575         p->prio = prio;
3576
3577         if (running)
3578                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3579         if (on_rq)
3580                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3581
3582         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3583 out_unlock:
3584         __task_rq_unlock(rq);
3585 }
3586 #endif
3587 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3588 {
3589         int old_prio, delta, on_rq;
3590         unsigned long flags;
3591         struct rq *rq;
3592
3593         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3594                 return;
3595         /*
3596          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3597          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3598          */
3599         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3600         /*
3601          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3602          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3603          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3604          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3605          */
3606         if (task_has_rt_policy(p)) {
3607                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3608                 goto out_unlock;
3609         }
3610         on_rq = p->on_rq;
3611         if (on_rq)
3612                 dequeue_task(rq, p, 0);
3613
3614         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3615         set_load_weight(p);
3616         old_prio = p->prio;
3617         p->prio = effective_prio(p);
3618         delta = p->prio - old_prio;
3619
3620         if (on_rq) {
3621                 enqueue_task(rq, p, 0);
3622                 /*
3623                  * If the task increased its priority or is running and
3624                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3625                  */
3626                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3627                         resched_task(rq->curr);
3628         }
3629 out_unlock:
3630         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3633
3634 /*
3635  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3636  * @p: task
3637  * @nice: nice value
3638  */
3639 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3640 {
3641         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3642         int nice_rlim = 20 - nice;
3643
3644         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3645                 capable(CAP_SYS_NICE));
3646 }
3647
3648 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3649
3650 /*
3651  * sys_nice - change the priority of the current process.
3652  * @increment: priority increment
3653  *
3654  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3655  * does similar things.
3656  */
3657 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3658 {
3659         long nice, retval;
3660
3661         /*
3662          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3663          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3664          * and we have a single winner.
3665          */
3666         if (increment < -40)
3667                 increment = -40;
3668         if (increment > 40)
3669                 increment = 40;
3670
3671         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3672         if (nice < -20)
3673                 nice = -20;
3674         if (nice > 19)
3675                 nice = 19;
3676
3677         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3678                 return -EPERM;
3679
3680         retval = security_task_setnice(current, nice);
3681         if (retval)
3682                 return retval;
3683
3684         set_user_nice(current, nice);
3685         return 0;
3686 }
3687
3688 #endif
3689
3690 /**
3691  * task_prio - return the priority value of a given task.
3692  * @p: the task in question.
3693  *
3694  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3695  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3696  * around 0, value goes from -16 to +15.
3697  */
3698 int task_prio(const struct task_struct *p)
3699 {
3700         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3701 }
3702
3703 /**
3704  * task_nice - return the nice value of a given task.
3705  * @p: the task in question.
3706  */
3707 int task_nice(const struct task_struct *p)
3708 {
3709         return TASK_NICE(p);
3710 }
3711 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3712
3713 /**
3714  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3715  * @cpu: the processor in question.
3716  */
3717 int idle_cpu(int cpu)
3718 {
3719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3720
3721         if (rq->curr != rq->idle)
3722                 return 0;
3723
3724         if (rq->nr_running)
3725                 return 0;
3726
3727 #ifdef CONFIG_SMP
3728         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3729                 return 0;
3730 #endif
3731
3732         return 1;
3733 }
3734
3735 /**
3736  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3737  * @cpu: the processor in question.
3738  */
3739 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3740 {
3741         return cpu_rq(cpu)->idle;
3742 }
3743
3744 /**
3745  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3746  * @pid: the pid in question.
3747  */
3748 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3749 {
3750         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3751 }
3752
3753 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3754 static void
3755 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3756 {
3757         p->policy = policy;
3758         p->rt_priority = prio;
3759         p->normal_prio = normal_prio(p);
3760         /* we are holding p->pi_lock already */
3761         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3762         if (rt_prio(p->prio))
3763                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3764         else
3765                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3766         set_load_weight(p);
3767 }
3768
3769 /*
3770  * check the target process has a UID that matches the current process's
3771  */
3772 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3773 {
3774         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3775         bool match;
3776
3777         rcu_read_lock();
3778         pcred = __task_cred(p);
3779         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3780                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3781         rcu_read_unlock();
3782         return match;
3783 }
3784
3785 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3786                                 const struct sched_param *param, bool user)
3787 {
3788         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3789         unsigned long flags;
3790         const struct sched_class *prev_class;
3791         struct rq *rq;
3792         int reset_on_fork;
3793
3794         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3795         BUG_ON(in_interrupt());
3796 recheck:
3797         /* double check policy once rq lock held */
3798         if (policy < 0) {
3799                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3800                 policy = oldpolicy = p->policy;
3801         } else {
3802                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3803                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3804
3805                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3806                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3807                                 policy != SCHED_IDLE)
3808                         return -EINVAL;
3809         }
3810
3811         /*
3812          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3813          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3814          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3815          */
3816         if (param->sched_priority < 0 ||
3817             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3818             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3819                 return -EINVAL;
3820         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3821                 return -EINVAL;
3822
3823         /*
3824          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3825          */
3826         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3827                 if (rt_policy(policy)) {
3828                         unsigned long rlim_rtprio =
3829                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3830
3831                         /* can't set/change the rt policy */
3832                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3833                                 return -EPERM;
3834
3835                         /* can't increase priority */
3836                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3837                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3838                                 return -EPERM;
3839                 }
3840
3841                 /*
3842                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3843                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3844                  */
3845                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3846                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3847                                 return -EPERM;
3848                 }
3849
3850                 /* can't change other user's priorities */
3851                 if (!check_same_owner(p))
3852                         return -EPERM;
3853
3854                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3855                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3856                         return -EPERM;
3857         }
3858
3859         if (user) {
3860                 retval = security_task_setscheduler(p);
3861                 if (retval)
3862                         return retval;
3863         }
3864
3865         /*
3866          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3867          * changing the priority of the task:
3868          *
3869          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3870          * runqueue lock must be held.
3871          */
3872         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3873
3874         /*
3875          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3876          */
3877         if (p == rq->stop) {
3878                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3879                 return -EINVAL;
3880         }
3881
3882         /*
3883          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3884          */
3885         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3886                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3887                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3888                 return 0;
3889         }
3890
3891 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3892         if (user) {
3893                 /*
3894                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3895                  * assigned.
3896                  */
3897                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3898                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3899                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3900                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3901                         return -EPERM;
3902                 }
3903         }
3904 #endif
3905
3906         /* recheck policy now with rq lock held */
3907         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3908                 policy = oldpolicy = -1;
3909                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3910                 goto recheck;
3911         }
3912         on_rq = p->on_rq;
3913         running = task_current(rq, p);
3914         if (on_rq)
3915                 dequeue_task(rq, p, 0);
3916         if (running)
3917                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3918
3919         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3920
3921         oldprio = p->prio;
3922         prev_class = p->sched_class;
3923         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3924
3925         if (running)
3926                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3927         if (on_rq)
3928                 enqueue_task(rq, p, 0);
3929
3930         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3931         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3932
3933         rt_mutex_adjust_pi(p);
3934
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 /**
3939  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3940  * @p: the task in question.
3941  * @policy: new policy.
3942  * @param: structure containing the new RT priority.
3943  *
3944  * NOTE that the task may be already dead.
3945  */
3946 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3947                        const struct sched_param *param)
3948 {
3949         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3950 }
3951 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3952
3953 /**
3954  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3955  * @p: the task in question.
3956  * @policy: new policy.
3957  * @param: structure containing the new RT priority.
3958  *
3959  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3960  * current context has permission.  For example, this is needed in
3961  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3962  * but our caller might not have that capability.
3963  */
3964 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3965                                const struct sched_param *param)
3966 {
3967         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3968 }
3969
3970 static int
3971 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3972 {
3973         struct sched_param lparam;
3974         struct task_struct *p;
3975         int retval;
3976
3977         if (!param || pid < 0)
3978                 return -EINVAL;
3979         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3980                 return -EFAULT;
3981
3982         rcu_read_lock();
3983         retval = -ESRCH;
3984         p = find_process_by_pid(pid);
3985         if (p != NULL)
3986                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3987         rcu_read_unlock();
3988
3989         return retval;
3990 }
3991
3992 /**
3993  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3994  * @pid: the pid in question.
3995  * @policy: new policy.
3996  * @param: structure containing the new RT priority.
3997  */
3998 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3999                 struct sched_param __user *, param)
4000 {
4001         /* negative values for policy are not valid */
4002         if (policy < 0)
4003                 return -EINVAL;
4004
4005         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4006 }
4007
4008 /**
4009  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4010  * @pid: the pid in question.
4011  * @param: structure containing the new RT priority.
4012  */
4013 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4014 {
4015         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4016 }
4017
4018 /**
4019  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4020  * @pid: the pid in question.
4021  */
4022 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4023 {
4024         struct task_struct *p;
4025         int retval;
4026
4027         if (pid < 0)
4028                 return -EINVAL;
4029
4030         retval = -ESRCH;
4031         rcu_read_lock();
4032         p = find_process_by_pid(pid);
4033         if (p) {
4034                 retval = security_task_getscheduler(p);
4035                 if (!retval)
4036                         retval = p->policy
4037                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4038         }
4039         rcu_read_unlock();
4040         return retval;
4041 }
4042
4043 /**
4044  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4045  * @pid: the pid in question.
4046  * @param: structure containing the RT priority.
4047  */
4048 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4049 {
4050         struct sched_param lp;
4051         struct task_struct *p;
4052         int retval;
4053
4054         if (!param || pid < 0)
4055                 return -EINVAL;
4056
4057         rcu_read_lock();
4058         p = find_process_by_pid(pid);
4059         retval = -ESRCH;
4060         if (!p)
4061                 goto out_unlock;
4062
4063         retval = security_task_getscheduler(p);
4064         if (retval)
4065                 goto out_unlock;
4066
4067         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4068         rcu_read_unlock();
4069
4070         /*
4071          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4072          */
4073         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4074
4075         return retval;
4076
4077 out_unlock:
4078         rcu_read_unlock();
4079         return retval;
4080 }
4081
4082 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4083 {
4084         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4085         struct task_struct *p;
4086         int retval;
4087
4088         get_online_cpus();
4089         rcu_read_lock();
4090
4091         p = find_process_by_pid(pid);
4092         if (!p) {
4093                 rcu_read_unlock();
4094                 put_online_cpus();
4095                 return -ESRCH;
4096         }
4097
4098         /* Prevent p going away */
4099         get_task_struct(p);
4100         rcu_read_unlock();
4101
4102         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4103                 retval = -ENOMEM;
4104                 goto out_put_task;
4105         }
4106         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4107                 retval = -ENOMEM;
4108                 goto out_free_cpus_allowed;
4109         }
4110         retval = -EPERM;
4111         if (!check_same_owner(p)) {
4112                 rcu_read_lock();
4113                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4114                         rcu_read_unlock();
4115                         goto out_unlock;
4116                 }
4117                 rcu_read_unlock();
4118         }
4119
4120         retval = security_task_setscheduler(p);
4121         if (retval)
4122                 goto out_unlock;
4123
4124         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4125         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4126 again:
4127         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4128
4129         if (!retval) {
4130                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4131                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4132                         /*
4133                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4134                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4135                          * cpuset's cpus_allowed
4136                          */
4137                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4138                         goto again;
4139                 }
4140         }
4141 out_unlock:
4142         free_cpumask_var(new_mask);
4143 out_free_cpus_allowed:
4144         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4145 out_put_task:
4146         put_task_struct(p);
4147         put_online_cpus();
4148         return retval;
4149 }
4150
4151 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4152                              struct cpumask *new_mask)
4153 {
4154         if (len < cpumask_size())
4155                 cpumask_clear(new_mask);
4156         else if (len > cpumask_size())
4157                 len = cpumask_size();
4158
4159         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4160 }
4161
4162 /**
4163  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4164  * @pid: pid of the process
4165  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4166  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4167  */
4168 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4169                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4170 {
4171         cpumask_var_t new_mask;
4172         int retval;
4173
4174         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4175                 return -ENOMEM;
4176
4177         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4178         if (retval == 0)
4179                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4180         free_cpumask_var(new_mask);
4181         return retval;
4182 }
4183
4184 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4185 {
4186         struct task_struct *p;
4187         unsigned long flags;
4188         int retval;
4189
4190         get_online_cpus();
4191         rcu_read_lock();
4192
4193         retval = -ESRCH;
4194         p = find_process_by_pid(pid);
4195         if (!p)
4196                 goto out_unlock;
4197
4198         retval = security_task_getscheduler(p);
4199         if (retval)
4200                 goto out_unlock;
4201
4202         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4203         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4204         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4205
4206 out_unlock:
4207         rcu_read_unlock();
4208         put_online_cpus();
4209
4210         return retval;
4211 }
4212
4213 /**
4214  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4215  * @pid: pid of the process
4216  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4217  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4218  */
4219 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4220                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4221 {
4222         int ret;
4223         cpumask_var_t mask;
4224
4225         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4226                 return -EINVAL;
4227         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4228                 return -EINVAL;
4229
4230         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4231                 return -ENOMEM;
4232
4233         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4234         if (ret == 0) {
4235                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4236
4237                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4238                         ret = -EFAULT;
4239                 else
4240                         ret = retlen;
4241         }
4242         free_cpumask_var(mask);
4243
4244         return ret;
4245 }
4246
4247 /**
4248  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4249  *
4250  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4251  * other threads running on this CPU then this function will return.
4252  */
4253 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4254 {
4255         struct rq *rq = this_rq_lock();
4256
4257         schedstat_inc(rq, yld_count);
4258         current->sched_class->yield_task(rq);
4259
4260         /*
4261          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4262          * no need to preempt or enable interrupts:
4263          */
4264         __release(rq->lock);
4265         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4266         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4267         sched_preempt_enable_no_resched();
4268
4269         schedule();
4270
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 static inline int should_resched(void)
4275 {
4276         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4277 }
4278
4279 static void __cond_resched(void)
4280 {
4281         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4282         __schedule();
4283         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4284 }
4285
4286 int __sched _cond_resched(void)
4287 {
4288         if (should_resched()) {
4289                 __cond_resched();
4290                 return 1;
4291         }
4292         return 0;
4293 }
4294 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4295
4296 /*
4297  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4298  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4299  *
4300  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4301  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4302  * spin_unlock(), once by hand).
4303  */
4304 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4305 {
4306         int resched = should_resched();
4307         int ret = 0;
4308
4309         lockdep_assert_held(lock);
4310
4311         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4312                 spin_unlock(lock);
4313                 if (resched)
4314                         __cond_resched();
4315                 else
4316                         cpu_relax();
4317                 ret = 1;
4318                 spin_lock(lock);
4319         }
4320         return ret;
4321 }
4322 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4323
4324 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4325 {
4326         BUG_ON(!in_softirq());
4327
4328         if (should_resched()) {
4329                 local_bh_enable();
4330                 __cond_resched();
4331                 local_bh_disable();
4332                 return 1;
4333         }
4334         return 0;
4335 }
4336 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4337
4338 /**
4339  * yield - yield the current processor to other threads.
4340  *
4341  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4342  *
4343  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4344  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4345  * it, its already broken.
4346  *
4347  * Typical broken usage is:
4348  *
4349  * while (!event)
4350  *      yield();
4351  *
4352  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4353  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4354  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4355  *
4356  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4357  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4358  * If you still want to use yield(), do not!
4359  */
4360 void __sched yield(void)
4361 {
4362         set_current_state(TASK_RUNNING);
4363         sys_sched_yield();
4364 }
4365 EXPORT_SYMBOL(yield);
4366
4367 /**
4368  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4369  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4370  * processor it's on.
4371  * @p: target task
4372  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4373  *
4374  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4375  * can't go away on us before we can do any checks.
4376  *
4377  * Returns:
4378  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4379  *      false (0) if we failed to boost the target.
4380  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4381  */
4382 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4383 {
4384         struct task_struct *curr = current;
4385         struct rq *rq, *p_rq;
4386         unsigned long flags;
4387         int yielded = 0;
4388
4389         local_irq_save(flags);
4390         rq = this_rq();
4391
4392 again:
4393         p_rq = task_rq(p);
4394         /*
4395          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4396          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4397          */
4398         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4399                 yielded = -ESRCH;
4400                 goto out_irq;
4401         }
4402
4403         double_rq_lock(rq, p_rq);
4404         while (task_rq(p) != p_rq) {
4405                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4406                 goto again;
4407         }
4408
4409         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4410                 goto out_unlock;
4411
4412         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4413                 goto out_unlock;
4414
4415         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4416                 goto out_unlock;
4417
4418         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4419         if (yielded) {
4420                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4421                 /*
4422                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4423                  * fairness.
4424                  */
4425                 if (preempt && rq != p_rq)
4426                         resched_task(p_rq->curr);
4427         }
4428
4429 out_unlock:
4430         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4431 out_irq:
4432         local_irq_restore(flags);
4433
4434         if (yielded > 0)
4435                 schedule();
4436
4437         return yielded;
4438 }
4439 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4440
4441 /*
4442  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4443  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4444  */
4445 void __sched io_schedule(void)
4446 {
4447         struct rq *rq = raw_rq();
4448
4449         delayacct_blkio_start();
4450         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4451         blk_flush_plug(current);
4452         current->in_iowait = 1;
4453         schedule();
4454         current->in_iowait = 0;
4455         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4456         delayacct_blkio_end();
4457 }
4458 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4459
4460 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4461 {
4462         struct rq *rq = raw_rq();
4463         long ret;
4464
4465         delayacct_blkio_start();
4466         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4467         blk_flush_plug(current);
4468         current->in_iowait = 1;
4469         ret = schedule_timeout(timeout);
4470         current->in_iowait = 0;
4471         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4472         delayacct_blkio_end();
4473         return ret;
4474 }
4475
4476 /**
4477  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4478  * @policy: scheduling class.
4479  *
4480  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4481  * by a given scheduling class.
4482  */
4483 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4484 {
4485         int ret = -EINVAL;
4486
4487         switch (policy) {
4488         case SCHED_FIFO:
4489         case SCHED_RR:
4490                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4491                 break;
4492         case SCHED_NORMAL:
4493         case SCHED_BATCH:
4494         case SCHED_IDLE:
4495                 ret = 0;
4496                 break;
4497         }
4498         return ret;
4499 }
4500
4501 /**
4502  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4503  * @policy: scheduling class.
4504  *
4505  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4506  * by a given scheduling class.
4507  */
4508 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4509 {
4510         int ret = -EINVAL;
4511
4512         switch (policy) {
4513         case SCHED_FIFO:
4514         case SCHED_RR:
4515                 ret = 1;
4516                 break;
4517         case SCHED_NORMAL:
4518         case SCHED_BATCH:
4519         case SCHED_IDLE:
4520                 ret = 0;
4521         }
4522         return ret;
4523 }
4524
4525 /**
4526  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4527  * @pid: pid of the process.
4528  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4529  *
4530  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4531  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4532  */
4533 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4534                 struct timespec __user *, interval)
4535 {
4536         struct task_struct *p;
4537         unsigned int time_slice;
4538         unsigned long flags;
4539         struct rq *rq;
4540         int retval;
4541         struct timespec t;
4542
4543         if (pid < 0)
4544                 return -EINVAL;
4545
4546         retval = -ESRCH;
4547         rcu_read_lock();
4548         p = find_process_by_pid(pid);
4549         if (!p)
4550                 goto out_unlock;
4551
4552         retval = security_task_getscheduler(p);
4553         if (retval)
4554                 goto out_unlock;
4555
4556         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4557         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4558         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4559
4560         rcu_read_unlock();
4561         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4562         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4563         return retval;
4564
4565 out_unlock:
4566         rcu_read_unlock();
4567         return retval;
4568 }
4569
4570 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4571
4572 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4573 {
4574         unsigned long free = 0;
4575         int ppid;
4576         unsigned state;
4577
4578         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4579         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4580                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4581 #if BITS_PER_LONG == 32
4582         if (state == TASK_RUNNING)
4583                 printk(KERN_CONT " running  ");
4584         else
4585                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4586 #else
4587         if (state == TASK_RUNNING)
4588                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4589         else
4590                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4591 #endif
4592 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4593         free = stack_not_used(p);
4594 #endif
4595         rcu_read_lock();
4596         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4597         rcu_read_unlock();
4598         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4599                 task_pid_nr(p), ppid,
4600                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4601
4602         show_stack(p, NULL);
4603 }
4604
4605 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4606 {
4607         struct task_struct *g, *p;
4608
4609 #if BITS_PER_LONG == 32
4610         printk(KERN_INFO
4611                 "  task                PC stack   pid father\n");
4612 #else
4613         printk(KERN_INFO
4614                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4615 #endif
4616         rcu_read_lock();
4617         do_each_thread(g, p) {
4618                 /*
4619                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4620                  * console might take a lot of time:
4621                  */
4622                 touch_nmi_watchdog();
4623                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4624                         sched_show_task(p);
4625         } while_each_thread(g, p);
4626
4627         touch_all_softlockup_watchdogs();
4628
4629 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4630         sysrq_sched_debug_show();
4631 #endif
4632         rcu_read_unlock();
4633         /*
4634          * Only show locks if all tasks are dumped:
4635          */
4636         if (!state_filter)
4637                 debug_show_all_locks();
4638 }
4639
4640 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4641 {
4642         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4643 }
4644
4645 /**
4646  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4647  * @idle: task in question
4648  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4649  *
4650  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4651  * flag, to make booting more robust.
4652  */
4653 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4654 {
4655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4656         unsigned long flags;
4657
4658         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4659
4660         __sched_fork(idle);
4661         idle->state = TASK_RUNNING;
4662         idle->se.exec_start = sched_clock();
4663
4664         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4665         /*
4666          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4667          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4668          * lockdep check in task_group() will fail.
4669          *
4670          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4671          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4672          *
4673          * Silence PROVE_RCU
4674          */
4675         rcu_read_lock();
4676         __set_task_cpu(idle, cpu);
4677         rcu_read_unlock();
4678
4679         rq->curr = rq->idle = idle;
4680 #if defined(CONFIG_SMP)
4681         idle->on_cpu = 1;
4682 #endif
4683         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4684
4685         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4686         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4687
4688         /*
4689          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4690          */
4691         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4692         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4693         vtime_init_idle(idle);
4694 #if defined(CONFIG_SMP)
4695         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4696 #endif
4697 }
4698
4699 #ifdef CONFIG_SMP
4700 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4701 {
4702         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4703                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4704
4705         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4706         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * This is how migration works:
4711  *
4712  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4713  *    stop_one_cpu().
4714  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4715  *    off the CPU)
4716  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4717  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4718  *    it and puts it into the right queue.
4719  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4720  *    is done.
4721  */
4722
4723 /*
4724  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4725  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4726  * is removed from the allowed bitmask.
4727  *
4728  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4729  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4730  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4731  */
4732 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4733 {
4734         unsigned long flags;
4735         struct rq *rq;
4736         unsigned int dest_cpu;
4737         int ret = 0;
4738
4739         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4740
4741         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4742                 goto out;
4743
4744         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4745                 ret = -EINVAL;
4746                 goto out;
4747         }
4748
4749         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4750                 ret = -EINVAL;
4751                 goto out;
4752         }
4753
4754         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4755
4756         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4757         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4758                 goto out;
4759
4760         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4761         if (p->on_rq) {
4762                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4763                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4764                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4765                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4766                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4767                 return 0;
4768         }
4769 out:
4770         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4771
4772         return ret;
4773 }
4774 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4775
4776 /*
4777  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4778  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4779  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4780  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4781  *
4782  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4783  * as the task is no longer on this CPU.
4784  *
4785  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4786  */
4787 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4788 {
4789         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4790         int ret = 0;
4791
4792         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4793                 return ret;
4794
4795         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4796         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4797
4798         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4799         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4800         /* Already moved. */
4801         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4802                 goto done;
4803         /* Affinity changed (again). */
4804         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4805                 goto fail;
4806
4807         /*
4808          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4809          * placed properly.
4810          */
4811         if (p->on_rq) {
4812                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4813                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4814                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4815                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4816         }
4817 done:
4818         ret = 1;
4819 fail:
4820         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4821         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4822         return ret;
4823 }
4824
4825 /*
4826  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4827  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4828  * 'pushing' onto another runqueue.
4829  */
4830 static int migration_cpu_stop(void *data)
4831 {
4832         struct migration_arg *arg = data;
4833
4834         /*
4835          * The original target cpu might have gone down and we might
4836          * be on another cpu but it doesn't matter.
4837          */
4838         local_irq_disable();
4839         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4840         local_irq_enable();
4841         return 0;
4842 }
4843
4844 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4845
4846 /*
4847  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4848  * offline.
4849  */
4850 void idle_task_exit(void)
4851 {
4852         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4853
4854         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4855
4856         if (mm != &init_mm)
4857                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4858         mmdrop(mm);
4859 }
4860
4861 /*
4862  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4863  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4864  * nr_active count is stable.
4865  *
4866  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4867  */
4868 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4869 {
4870         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4871         if (delta)
4872                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4873 }
4874
4875 /*
4876  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4877  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4878  *
4879  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4880  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4881  * because of lock validation efforts.
4882  */
4883 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4884 {
4885         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4886         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4887         int dest_cpu;
4888
4889         /*
4890          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4891          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4892          *
4893          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4894          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4895          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4896          * done here.
4897          */
4898         rq->stop = NULL;
4899
4900         for ( ; ; ) {
4901                 /*
4902                  * There's this thread running, bail when that's the only
4903                  * remaining thread.
4904                  */
4905                 if (rq->nr_running == 1)
4906                         break;
4907
4908                 next = pick_next_task(rq);
4909                 BUG_ON(!next);
4910                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4911
4912                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4913                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4914                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4915
4916                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4917
4918                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4919         }
4920
4921         rq->stop = stop;
4922 }
4923
4924 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4925
4926 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4927
4928 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4929         {
4930                 .procname       = "sched_domain",
4931                 .mode           = 0555,
4932         },
4933         {}
4934 };
4935
4936 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4937         {
4938                 .procname       = "kernel",
4939                 .mode           = 0555,
4940                 .child          = sd_ctl_dir,
4941         },
4942         {}
4943 };
4944
4945 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4946 {
4947         struct ctl_table *entry =
4948                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4949
4950         return entry;
4951 }
4952
4953 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4954 {
4955         struct ctl_table *entry;
4956
4957         /*
4958          * In the intermediate directories, both the child directory and
4959          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4960          * will always be set. In the lowest directory the names are
4961          * static strings and all have proc handlers.
4962          */
4963         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4964                 if (entry->child)
4965                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4966                 if (entry->proc_handler == NULL)
4967                         kfree(entry->procname);
4968         }
4969
4970         kfree(*tablep);
4971         *tablep = NULL;
4972 }
4973
4974 static int min_load_idx = 0;
4975 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX;
4976
4977 static void
4978 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4979                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4980                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4981                 bool load_idx)
4982 {
4983         entry->procname = procname;
4984         entry->data = data;
4985         entry->maxlen = maxlen;
4986         entry->mode = mode;
4987         entry->proc_handler = proc_handler;
4988
4989         if (load_idx) {
4990                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4991                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4992         }
4993 }
4994
4995 static struct ctl_table *
4996 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4997 {
4998         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
4999
5000         if (table == NULL)
5001                 return NULL;
5002
5003         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5004                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5005         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5006                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5007         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5008                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5009         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5010                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5011         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5012                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5013         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5014                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5015         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5016                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5017         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5018                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5019         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5020                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5021         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5022                 &sd->cache_nice_tries,
5023                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5024         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5025                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5026         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5027                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5028         /* &table[12] is terminator */
5029
5030         return table;
5031 }
5032
5033 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5034 {
5035         struct ctl_table *entry, *table;
5036         struct sched_domain *sd;
5037         int domain_num = 0, i;
5038         char buf[32];
5039
5040         for_each_domain(cpu, sd)
5041                 domain_num++;
5042         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5043         if (table == NULL)
5044                 return NULL;
5045
5046         i = 0;
5047         for_each_domain(cpu, sd) {
5048                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5049                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5050                 entry->mode = 0555;
5051                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5052                 entry++;
5053                 i++;
5054         }
5055         return table;
5056 }
5057
5058 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5059 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5060 {
5061         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5062         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5063         char buf[32];
5064
5065         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5066         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5067
5068         if (entry == NULL)
5069                 return;
5070
5071         for_each_possible_cpu(i) {
5072                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5073                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5074                 entry->mode = 0555;
5075                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5076                 entry++;
5077         }
5078
5079         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5080         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5081 }
5082
5083 /* may be called multiple times per register */
5084 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5085 {
5086         if (sd_sysctl_header)
5087                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5088         sd_sysctl_header = NULL;
5089         if (sd_ctl_dir[0].child)
5090                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5091 }
5092 #else
5093 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5094 {
5095 }
5096 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5097 {
5098 }
5099 #endif
5100
5101 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5102 {
5103         if (!rq->online) {
5104                 const struct sched_class *class;
5105
5106                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5107                 rq->online = 1;
5108
5109                 for_each_class(class) {
5110                         if (class->rq_online)
5111                                 class->rq_online(rq);
5112                 }
5113         }
5114 }
5115
5116 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5117 {
5118         if (rq->online) {
5119                 const struct sched_class *class;
5120
5121                 for_each_class(class) {
5122                         if (class->rq_offline)
5123                                 class->rq_offline(rq);
5124                 }
5125
5126                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5127                 rq->online = 0;
5128         }
5129 }
5130
5131 /*
5132  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5133  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5134  */
5135 static int __cpuinit
5136 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5137 {
5138         int cpu = (long)hcpu;
5139         unsigned long flags;
5140         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5141
5142         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5143
5144         case CPU_UP_PREPARE:
5145                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5146                 break;
5147
5148         case CPU_ONLINE:
5149                 /* Update our root-domain */
5150                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5151                 if (rq->rd) {
5152                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5153
5154                         set_rq_online(rq);
5155                 }
5156                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5157                 break;
5158
5159 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5160         case CPU_DYING:
5161                 sched_ttwu_pending();
5162                 /* Update our root-domain */
5163                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5164                 if (rq->rd) {
5165                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5166                         set_rq_offline(rq);
5167                 }
5168                 migrate_tasks(cpu);
5169                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5170                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5171                 break;
5172
5173         case CPU_DEAD:
5174                 calc_load_migrate(rq);
5175                 break;
5176 #endif
5177         }
5178
5179         update_max_interval();
5180
5181         return NOTIFY_OK;
5182 }
5183
5184 /*
5185  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5186  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5187  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5188  */
5189 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5190         .notifier_call = migration_call,
5191         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5192 };
5193
5194 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5195                                       unsigned long action, void *hcpu)
5196 {
5197         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5198         case CPU_STARTING:
5199         case CPU_DOWN_FAILED:
5200                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5201                 return NOTIFY_OK;
5202         default:
5203                 return NOTIFY_DONE;
5204         }
5205 }
5206
5207 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5208                                         unsigned long action, void *hcpu)
5209 {
5210         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5211         case CPU_DOWN_PREPARE:
5212                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5213                 return NOTIFY_OK;
5214         default:
5215                 return NOTIFY_DONE;
5216         }
5217 }
5218
5219 static int __init migration_init(void)
5220 {
5221         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5222         int err;
5223
5224         /* Initialize migration for the boot CPU */
5225         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5226         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5227         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5228         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5229
5230         /* Register cpu active notifiers */
5231         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5232         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5233
5234         return 0;
5235 }
5236 early_initcall(migration_init);
5237 #endif
5238
5239 #ifdef CONFIG_SMP
5240
5241 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5242
5243 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5244
5245 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5246
5247 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5248 {
5249         sched_debug_enabled = 1;
5250
5251         return 0;
5252 }
5253 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5254
5255 static inline bool sched_debug(void)
5256 {
5257         return sched_debug_enabled;
5258 }
5259
5260 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5261                                   struct cpumask *groupmask)
5262 {
5263         struct sched_group *group = sd->groups;
5264         char str[256];
5265
5266         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5267         cpumask_clear(groupmask);
5268
5269         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5270
5271         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5272                 printk("does not load-balance\n");
5273                 if (sd->parent)
5274                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5275                                         " has parent");
5276                 return -1;
5277         }
5278
5279         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5280
5281         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5282                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5283                                 "CPU%d\n", cpu);
5284         }
5285         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5286                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5287                                 " CPU%d\n", cpu);
5288         }
5289
5290         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5291         do {
5292                 if (!group) {
5293                         printk("\n");
5294                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5295                         break;
5296                 }
5297
5298                 /*
5299                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5300                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5301                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5302                  */
5303                 if (!group->sgp->power_orig) {
5304                         printk(KERN_CONT "\n");
5305                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5306                                         "set\n");
5307                         break;
5308                 }
5309
5310                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5311                         printk(KERN_CONT "\n");
5312                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5313                         break;
5314                 }
5315
5316                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5317                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5318                         printk(KERN_CONT "\n");
5319                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5320                         break;
5321                 }
5322
5323                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5324
5325                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5326
5327                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5328                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5329                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5330                                 group->sgp->power);
5331                 }
5332
5333                 group = group->next;
5334         } while (group != sd->groups);
5335         printk(KERN_CONT "\n");
5336
5337         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5338                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5339
5340         if (sd->parent &&
5341             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5342                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5343                         "of domain->span\n");
5344         return 0;
5345 }
5346
5347 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5348 {
5349         int level = 0;
5350
5351         if (!sched_debug_enabled)
5352                 return;
5353
5354         if (!sd) {
5355                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5356                 return;
5357         }
5358
5359         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5360
5361         for (;;) {
5362                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5363                         break;
5364                 level++;
5365                 sd = sd->parent;
5366                 if (!sd)
5367                         break;
5368         }
5369 }
5370 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5371 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5372 static inline bool sched_debug(void)
5373 {
5374         return false;
5375 }
5376 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5377
5378 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5379 {
5380         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5381                 return 1;
5382
5383         /* Following flags need at least 2 groups */
5384         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5385                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5386                          SD_BALANCE_FORK |
5387                          SD_BALANCE_EXEC |
5388                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5389                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5390                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5391                         return 0;
5392         }
5393
5394         /* Following flags don't use groups */
5395         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5396                 return 0;
5397
5398         return 1;
5399 }
5400
5401 static int
5402 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5403 {
5404         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5405
5406         if (sd_degenerate(parent))
5407                 return 1;
5408
5409         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5410                 return 0;
5411
5412         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5413         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5414                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5415                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5416                                 SD_BALANCE_FORK |
5417                                 SD_BALANCE_EXEC |
5418                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5419                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5420                 if (nr_node_ids == 1)
5421                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5422         }
5423         if (~cflags & pflags)
5424                 return 0;
5425
5426         return 1;
5427 }
5428
5429 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5430 {
5431         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5432
5433         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5434         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5435         free_cpumask_var(rd->online);
5436         free_cpumask_var(rd->span);
5437         kfree(rd);
5438 }
5439
5440 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5441 {
5442         struct root_domain *old_rd = NULL;
5443         unsigned long flags;
5444
5445         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5446
5447         if (rq->rd) {
5448                 old_rd = rq->rd;
5449
5450                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5451                         set_rq_offline(rq);
5452
5453                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5454
5455                 /*
5456                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5457                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5458                  * in this function:
5459                  */
5460                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5461                         old_rd = NULL;
5462         }
5463
5464         atomic_inc(&rd->refcount);
5465         rq->rd = rd;
5466
5467         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5468         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5469                 set_rq_online(rq);
5470
5471         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5472
5473         if (old_rd)
5474                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5475 }
5476
5477 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5478 {
5479         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5480
5481         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5482                 goto out;
5483         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5484                 goto free_span;
5485         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5486                 goto free_online;
5487
5488         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5489                 goto free_rto_mask;
5490         return 0;
5491
5492 free_rto_mask:
5493         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5494 free_online:
5495         free_cpumask_var(rd->online);
5496 free_span:
5497         free_cpumask_var(rd->span);
5498 out:
5499         return -ENOMEM;
5500 }
5501
5502 /*
5503  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5504  * members (mimicking the global state we have today).
5505  */
5506 struct root_domain def_root_domain;
5507
5508 static void init_defrootdomain(void)
5509 {
5510         init_rootdomain(&def_root_domain);
5511
5512         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5513 }
5514
5515 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5516 {
5517         struct root_domain *rd;
5518
5519         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5520         if (!rd)
5521                 return NULL;
5522
5523         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5524                 kfree(rd);
5525                 return NULL;
5526         }
5527
5528         return rd;
5529 }
5530
5531 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5532 {
5533         struct sched_group *tmp, *first;
5534
5535         if (!sg)
5536                 return;
5537
5538         first = sg;
5539         do {
5540                 tmp = sg->next;
5541
5542                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5543                         kfree(sg->sgp);
5544
5545                 kfree(sg);
5546                 sg = tmp;
5547         } while (sg != first);
5548 }
5549
5550 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5551 {
5552         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5553
5554         /*
5555          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5556          * nuke them all.
5557          */
5558         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5559                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5560         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5561                 kfree(sd->groups->sgp);
5562                 kfree(sd->groups);
5563         }
5564         kfree(sd);
5565 }
5566
5567 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5568 {
5569         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5570 }
5571
5572 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5573 {
5574         for (; sd; sd = sd->parent)
5575                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5576 }
5577
5578 /*
5579  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5580  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5581  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5582  *
5583  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5584  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5585  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5586  */
5587 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5588 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5589
5590 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5591 {
5592         struct sched_domain *sd;
5593         int id = cpu;
5594
5595         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5596         if (sd)
5597                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5598
5599         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5600         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5601 }
5602
5603 /*
5604  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5605  * hold the hotplug lock.
5606  */
5607 static void
5608 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5609 {
5610         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5611         struct sched_domain *tmp;
5612
5613         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5614         for (tmp = sd; tmp; ) {
5615                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5616                 if (!parent)
5617                         break;
5618
5619                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5620                         tmp->parent = parent->parent;
5621                         if (parent->parent)
5622                                 parent->parent->child = tmp;
5623                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5624                 } else
5625                         tmp = tmp->parent;
5626         }
5627
5628         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5629                 tmp = sd;
5630                 sd = sd->parent;
5631                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5632                 if (sd)
5633                         sd->child = NULL;
5634         }
5635
5636         sched_domain_debug(sd, cpu);
5637
5638         rq_attach_root(rq, rd);
5639         tmp = rq->sd;
5640         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5641         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5642
5643         update_top_cache_domain(cpu);
5644 }
5645
5646 /* cpus with isolated domains */
5647 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5648
5649 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5650 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5651 {
5652         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5653         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5654         return 1;
5655 }
5656
5657 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5658
5659 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5660 {
5661         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5662 }
5663
5664 struct sd_data {
5665         struct sched_domain **__percpu sd;
5666         struct sched_group **__percpu sg;
5667         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5668 };
5669
5670 struct s_data {
5671         struct sched_domain ** __percpu sd;
5672         struct root_domain      *rd;
5673 };
5674
5675 enum s_alloc {
5676         sa_rootdomain,
5677         sa_sd,
5678         sa_sd_storage,
5679         sa_none,
5680 };
5681
5682 struct sched_domain_topology_level;
5683
5684 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5685 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5686
5687 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5688
5689 struct sched_domain_topology_level {
5690         sched_domain_init_f init;
5691         sched_domain_mask_f mask;
5692         int                 flags;
5693         int                 numa_level;
5694         struct sd_data      data;
5695 };
5696
5697 /*
5698  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5699  * domain traversal.
5700  *
5701  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5702  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5703  * range.
5704  *
5705  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5706  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5707  * cpu they're built on, so check that.
5708  *
5709  */
5710 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5711 {
5712         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5713         struct sd_data *sdd = sd->private;
5714         struct sched_domain *sibling;
5715         int i;
5716
5717         for_each_cpu(i, span) {
5718                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5719                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5720                         continue;
5721
5722                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5723         }
5724 }
5725
5726 /*
5727  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5728  * of this group that's also in the iteration mask.
5729  */
5730 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5731 {
5732         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5733 }
5734
5735 static int
5736 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5737 {
5738         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5739         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5740         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5741         struct sd_data *sdd = sd->private;
5742         struct sched_domain *child;
5743         int i;
5744
5745         cpumask_clear(covered);
5746
5747         for_each_cpu(i, span) {
5748                 struct cpumask *sg_span;
5749
5750                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5751                         continue;
5752
5753                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5754
5755                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5756                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5757                         continue;
5758
5759                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5760                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5761
5762                 if (!sg)
5763                         goto fail;
5764
5765                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5766                 if (child->child) {
5767                         child = child->child;
5768                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5769                 } else
5770                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5771
5772                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5773
5774                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5775                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5776                         build_group_mask(sd, sg);
5777
5778                 /*
5779                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5780                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5781                  * die on a /0 trap.
5782                  */
5783                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5784
5785                 /*
5786                  * Make sure the first group of this domain contains the
5787                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5788                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5789                  */
5790                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5791                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5792                         groups = sg;
5793
5794                 if (!first)
5795                         first = sg;
5796                 if (last)
5797                         last->next = sg;
5798                 last = sg;
5799                 last->next = first;
5800         }
5801         sd->groups = groups;
5802
5803         return 0;
5804
5805 fail:
5806         free_sched_groups(first, 0);
5807
5808         return -ENOMEM;
5809 }
5810
5811 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5812 {
5813         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5814         struct sched_domain *child = sd->child;
5815
5816         if (child)
5817                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5818
5819         if (sg) {
5820                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5821                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5822                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5823         }
5824
5825         return cpu;
5826 }
5827
5828 /*
5829  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5830  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5831  * and ->cpu_power to 0.
5832  *
5833  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5834  */
5835 static int
5836 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5837 {
5838         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5839         struct sd_data *sdd = sd->private;
5840         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5841         struct cpumask *covered;
5842         int i;
5843
5844         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5845         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5846
5847         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5848                 return 0;
5849
5850         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5851         covered = sched_domains_tmpmask;
5852
5853         cpumask_clear(covered);
5854
5855         for_each_cpu(i, span) {
5856                 struct sched_group *sg;
5857                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5858                 int j;
5859
5860                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5861                         continue;
5862
5863                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5864                 sg->sgp->power = 0;
5865                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5866
5867                 for_each_cpu(j, span) {
5868                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5869                                 continue;
5870
5871                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5872                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5873                 }
5874
5875                 if (!first)
5876                         first = sg;
5877                 if (last)
5878                         last->next = sg;
5879                 last = sg;
5880         }
5881         last->next = first;
5882
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 /*
5887  * Initialize sched groups cpu_power.
5888  *
5889  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5890  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5891  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5892  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5893  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5894  * less cpu_power.
5895  */
5896 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5897 {
5898         struct sched_group *sg = sd->groups;
5899
5900         WARN_ON(!sd || !sg);
5901
5902         do {
5903                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5904                 sg = sg->next;
5905         } while (sg != sd->groups);
5906
5907         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5908                 return;
5909
5910         update_group_power(sd, cpu);
5911         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5912 }
5913
5914 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5915 {
5916        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5917 }
5918
5919 /*
5920  * Initializers for schedule domains
5921  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5922  */
5923
5924 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5925 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5926 #else
5927 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5928 #endif
5929
5930 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5931 static noinline struct sched_domain *                                   \
5932 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5933 {                                                                       \
5934         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5935         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5936         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5937         sd->private = &tl->data;                                        \
5938         return sd;                                                      \
5939 }
5940
5941 SD_INIT_FUNC(CPU)
5942 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5943  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5944 #endif
5945 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5946  SD_INIT_FUNC(MC)
5947 #endif
5948 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5949  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5950 #endif
5951
5952 static int default_relax_domain_level = -1;
5953 int sched_domain_level_max;
5954
5955 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5956 {
5957         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5958                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5959
5960         return 1;
5961 }
5962 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5963
5964 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5965                                  struct sched_domain_attr *attr)
5966 {
5967         int request;
5968
5969         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5970                 if (default_relax_domain_level < 0)
5971                         return;
5972                 else
5973                         request = default_relax_domain_level;
5974         } else
5975                 request = attr->relax_domain_level;
5976         if (request < sd->level) {
5977                 /* turn off idle balance on this domain */
5978                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5979         } else {
5980                 /* turn on idle balance on this domain */
5981                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5982         }
5983 }
5984
5985 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5986 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5987
5988 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5989                                  const struct cpumask *cpu_map)
5990 {
5991         switch (what) {
5992         case sa_rootdomain:
5993                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5994                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5995         case sa_sd:
5996                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5997         case sa_sd_storage:
5998                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5999         case sa_none:
6000                 break;
6001         }
6002 }
6003
6004 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6005                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6006 {
6007         memset(d, 0, sizeof(*d));
6008
6009         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6010                 return sa_sd_storage;
6011         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6012         if (!d->sd)
6013                 return sa_sd_storage;
6014         d->rd = alloc_rootdomain();
6015         if (!d->rd)
6016                 return sa_sd;
6017         return sa_rootdomain;
6018 }
6019
6020 /*
6021  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6022  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6023  * will not free the data we're using.
6024  */
6025 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6026 {
6027         struct sd_data *sdd = sd->private;
6028
6029         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6030         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6031
6032         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6033                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6034
6035         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6036                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6037 }
6038
6039 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6040 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6041 {
6042         return topology_thread_cpumask(cpu);
6043 }
6044 #endif
6045
6046 /*
6047  * Topology list, bottom-up.
6048  */
6049 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6050 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6051         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6052 #endif
6053 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6054         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6055 #endif
6056 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6057         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6058 #endif
6059         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6060         { NULL, },
6061 };
6062
6063 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6064
6065 #ifdef CONFIG_NUMA
6066
6067 static int sched_domains_numa_levels;
6068 static int *sched_domains_numa_distance;
6069 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6070 static int sched_domains_curr_level;
6071
6072 static inline int sd_local_flags(int level)
6073 {
6074         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6075                 return 0;
6076
6077         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6078 }
6079
6080 static struct sched_domain *
6081 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6082 {
6083         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6084         int level = tl->numa_level;
6085         int sd_weight = cpumask_weight(
6086                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6087
6088         *sd = (struct sched_domain){
6089                 .min_interval           = sd_weight,
6090                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6091                 .busy_factor            = 32,
6092                 .imbalance_pct          = 125,
6093                 .cache_nice_tries       = 2,
6094                 .busy_idx               = 3,
6095                 .idle_idx               = 2,
6096                 .newidle_idx            = 0,
6097                 .wake_idx               = 0,
6098                 .forkexec_idx           = 0,
6099
6100                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6101                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6102                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6103                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6104                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6105                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6106                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6107                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6108                                         | 1*SD_SERIALIZE
6109                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6110                                         | sd_local_flags(level)
6111                                         ,
6112                 .last_balance           = jiffies,
6113                 .balance_interval       = sd_weight,
6114         };
6115         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6116         sd->private = &tl->data;
6117
6118         /*
6119          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6120          */
6121         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6122
6123         return sd;
6124 }
6125
6126 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6127 {
6128         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6129 }
6130
6131 static void sched_numa_warn(const char *str)
6132 {
6133         static int done = false;
6134         int i,j;
6135
6136         if (done)
6137                 return;
6138
6139         done = true;
6140
6141         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6142
6143         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6144                 printk(KERN_WARNING "  ");
6145                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6146                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6147                 printk(KERN_CONT "\n");
6148         }
6149         printk(KERN_WARNING "\n");
6150 }
6151
6152 static bool find_numa_distance(int distance)
6153 {
6154         int i;
6155
6156         if (distance == node_distance(0, 0))
6157                 return true;
6158
6159         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6160                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6161                         return true;
6162         }
6163
6164         return false;
6165 }
6166
6167 static void sched_init_numa(void)
6168 {
6169         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6170         struct sched_domain_topology_level *tl;
6171         int level = 0;
6172         int i, j, k;
6173
6174         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6175         if (!sched_domains_numa_distance)
6176                 return;
6177
6178         /*
6179          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6180          * unique distances in the node_distance() table.
6181          *
6182          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6183          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6184          */
6185         next_distance = curr_distance;
6186         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6187                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6188                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6189                                 int distance = node_distance(i, k);
6190
6191                                 if (distance > curr_distance &&
6192                                     (distance < next_distance ||
6193                                      next_distance == curr_distance))
6194                                         next_distance = distance;
6195
6196                                 /*
6197                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6198                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6199                                  * equally connected to A.
6200                                  */
6201                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6202                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6203
6204                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6205                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6206                         }
6207                         if (next_distance != curr_distance) {
6208                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6209                                 sched_domains_numa_levels = level;
6210                                 curr_distance = next_distance;
6211                         } else break;
6212                 }
6213
6214                 /*
6215                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6216                  */
6217                 if (!sched_debug())
6218                         break;
6219         }
6220         /*
6221          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6222          * identity distance node_distance(i,i).
6223          *
6224          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6225          * numbers.
6226          */
6227
6228         /*
6229          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6230          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6231          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6232          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6233          * in other functions.
6234          *
6235          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6236          */
6237         sched_domains_numa_levels = 0;
6238
6239         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6240         if (!sched_domains_numa_masks)
6241                 return;
6242
6243         /*
6244          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6245          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6246          */
6247         for (i = 0; i < level; i++) {
6248                 sched_domains_numa_masks[i] =
6249                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6250                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6251                         return;
6252
6253                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6254                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6255                         if (!mask)
6256                                 return;
6257
6258                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6259
6260                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6261                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6262                                         continue;
6263
6264                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6265                         }
6266                 }
6267         }
6268
6269         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6270                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6271         if (!tl)
6272                 return;
6273
6274         /*
6275          * Copy the default topology bits..
6276          */
6277         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6278                 tl[i] = default_topology[i];
6279
6280         /*
6281          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6282          */
6283         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6284                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6285                         .init = sd_numa_init,
6286                         .mask = sd_numa_mask,
6287                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6288                         .numa_level = j,
6289                 };
6290         }
6291
6292         sched_domain_topology = tl;
6293
6294         sched_domains_numa_levels = level;
6295 }
6296
6297 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6298 {
6299         int i, j;
6300         int node = cpu_to_node(cpu);
6301
6302         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6303                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6304                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6305                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6306                 }
6307         }
6308 }
6309
6310 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6311 {
6312         int i, j;
6313         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6314                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6315                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6316         }
6317 }
6318
6319 /*
6320  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6321  * are onlined.
6322  */
6323 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6324                                            unsigned long action,
6325                                            void *hcpu)
6326 {
6327         int cpu = (long)hcpu;
6328
6329         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6330         case CPU_ONLINE:
6331                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6332                 break;
6333
6334         case CPU_DEAD:
6335                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6336                 break;
6337
6338         default:
6339                 return NOTIFY_DONE;
6340         }
6341
6342         return NOTIFY_OK;
6343 }
6344 #else
6345 static inline void sched_init_numa(void)
6346 {
6347 }
6348
6349 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6350                                            unsigned long action,
6351                                            void *hcpu)
6352 {
6353         return 0;
6354 }
6355 #endif /* CONFIG_NUMA */
6356
6357 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6358 {
6359         struct sched_domain_topology_level *tl;
6360         int j;
6361
6362         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6363                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6364
6365                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6366                 if (!sdd->sd)
6367                         return -ENOMEM;
6368
6369                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6370                 if (!sdd->sg)
6371                         return -ENOMEM;
6372
6373                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6374                 if (!sdd->sgp)
6375                         return -ENOMEM;
6376
6377                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6378                         struct sched_domain *sd;
6379                         struct sched_group *sg;
6380                         struct sched_group_power *sgp;
6381
6382                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6383                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6384                         if (!sd)
6385                                 return -ENOMEM;
6386
6387                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6388
6389                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6390                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6391                         if (!sg)
6392                                 return -ENOMEM;
6393
6394                         sg->next = sg;
6395
6396                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6397
6398                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6399                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6400                         if (!sgp)
6401                                 return -ENOMEM;
6402
6403                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6404                 }
6405         }
6406
6407         return 0;
6408 }
6409
6410 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6411 {
6412         struct sched_domain_topology_level *tl;
6413         int j;
6414
6415         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6416                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6417
6418                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6419                         struct sched_domain *sd;
6420
6421                         if (sdd->sd) {
6422                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6423                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6424                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6425                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6426                         }
6427
6428                         if (sdd->sg)
6429                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6430                         if (sdd->sgp)
6431                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6432                 }
6433                 free_percpu(sdd->sd);
6434                 sdd->sd = NULL;
6435                 free_percpu(sdd->sg);
6436                 sdd->sg = NULL;
6437                 free_percpu(sdd->sgp);
6438                 sdd->sgp = NULL;
6439         }
6440 }
6441
6442 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6443                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6444                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6445                 int cpu)
6446 {
6447         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6448         if (!sd)
6449                 return child;
6450
6451         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6452         if (child) {
6453                 sd->level = child->level + 1;
6454                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6455                 child->parent = sd;
6456         }
6457         sd->child = child;
6458         set_domain_attribute(sd, attr);
6459
6460         return sd;
6461 }
6462
6463 /*
6464  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6465  * to the individual cpus
6466  */
6467 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6468                                struct sched_domain_attr *attr)
6469 {
6470         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6471         struct sched_domain *sd;
6472         struct s_data d;
6473         int i, ret = -ENOMEM;
6474
6475         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6476         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6477                 goto error;
6478
6479         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6480         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6481                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6482
6483                 sd = NULL;
6484                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6485                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6486                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6487                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6488                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6489                                 break;
6490                 }
6491
6492                 while (sd->child)
6493                         sd = sd->child;
6494
6495                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6496         }
6497
6498         /* Build the groups for the domains */
6499         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6500                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6501                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6502                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6503                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6504                                         goto error;
6505                         } else {
6506                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6507                                         goto error;
6508                         }
6509                 }
6510         }
6511
6512         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6513         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6514                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6515                         continue;
6516
6517                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6518                         claim_allocations(i, sd);
6519                         init_sched_groups_power(i, sd);
6520                 }
6521         }
6522
6523         /* Attach the domains */
6524         rcu_read_lock();
6525         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6526                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6527                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6528         }
6529         rcu_read_unlock();
6530
6531         ret = 0;
6532 error:
6533         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6534         return ret;
6535 }
6536
6537 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6538 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6539 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6540                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6541
6542 /*
6543  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6544  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6545  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6546  */
6547 static cpumask_var_t fallback_doms;
6548
6549 /*
6550  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6551  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6552  * or 0 if it stayed the same.
6553  */
6554 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6555 {
6556         return 0;
6557 }
6558
6559 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6560 {
6561         int i;
6562         cpumask_var_t *doms;
6563
6564         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6565         if (!doms)
6566                 return NULL;
6567         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6568                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6569                         free_sched_domains(doms, i);
6570                         return NULL;
6571                 }
6572         }
6573         return doms;
6574 }
6575
6576 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6577 {
6578         unsigned int i;
6579         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6580                 free_cpumask_var(doms[i]);
6581         kfree(doms);
6582 }
6583
6584 /*
6585  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6586  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6587  * exclude other special cases in the future.
6588  */
6589 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6590 {
6591         int err;
6592
6593         arch_update_cpu_topology();
6594         ndoms_cur = 1;
6595         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6596         if (!doms_cur)
6597                 doms_cur = &fallback_doms;
6598         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6599         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6600         register_sched_domain_sysctl();
6601
6602         return err;
6603 }
6604
6605 /*
6606  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6607  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6608  */
6609 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6610 {
6611         int i;
6612
6613         rcu_read_lock();
6614         for_each_cpu(i, cpu_map)
6615                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6616         rcu_read_unlock();
6617 }
6618
6619 /* handle null as "default" */
6620 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6621                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6622 {
6623         struct sched_domain_attr tmp;
6624
6625         /* fast path */
6626         if (!new && !cur)
6627                 return 1;
6628
6629         tmp = SD_ATTR_INIT;
6630         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6631                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6632                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6633 }
6634
6635 /*
6636  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6637  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6638  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6639  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6640  *
6641  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6642  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6643  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6644  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6645  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6646  * it as it is.
6647  *
6648  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6649  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6650  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6651  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6652  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6653  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6654  *
6655  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6656  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6657  * and it will not create the default domain.
6658  *
6659  * Call with hotplug lock held
6660  */
6661 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6662                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6663 {
6664         int i, j, n;
6665         int new_topology;
6666
6667         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6668
6669         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6670         unregister_sched_domain_sysctl();
6671
6672         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6673         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6674
6675         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6676
6677         /* Destroy deleted domains */
6678         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6679                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6680                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6681                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6682                                 goto match1;
6683                 }
6684                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6685                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6686 match1:
6687                 ;
6688         }
6689
6690         if (doms_new == NULL) {
6691                 ndoms_cur = 0;
6692                 doms_new = &fallback_doms;
6693                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6694                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6695         }
6696
6697         /* Build new domains */
6698         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6699                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6700                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6701                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6702                                 goto match2;
6703                 }
6704                 /* no match - add a new doms_new */
6705                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6706 match2:
6707                 ;
6708         }
6709
6710         /* Remember the new sched domains */
6711         if (doms_cur != &fallback_doms)
6712                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6713         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6714         doms_cur = doms_new;
6715         dattr_cur = dattr_new;
6716         ndoms_cur = ndoms_new;
6717
6718         register_sched_domain_sysctl();
6719
6720         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6721 }
6722
6723 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6724
6725 /*
6726  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6727  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6728  * around partition_sched_domains().
6729  *
6730  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6731  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6732  */
6733 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6734                              void *hcpu)
6735 {
6736         switch (action) {
6737         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6738         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6739
6740                 /*
6741                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6742                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6743                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6744                  * domain, ignoring cpusets.
6745                  */
6746                 num_cpus_frozen--;
6747                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6748                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6749                         break;
6750                 }
6751
6752                 /*
6753                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6754                  * restore the original sched domains by considering the
6755                  * cpuset configurations.
6756                  */
6757
6758         case CPU_ONLINE:
6759         case CPU_DOWN_FAILED:
6760                 cpuset_update_active_cpus(true);
6761                 break;
6762         default:
6763                 return NOTIFY_DONE;
6764         }
6765         return NOTIFY_OK;
6766 }
6767
6768 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6769                                void *hcpu)
6770 {
6771         switch (action) {
6772         case CPU_DOWN_PREPARE:
6773                 cpuset_update_active_cpus(false);
6774                 break;
6775         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6776                 num_cpus_frozen++;
6777                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6778                 break;
6779         default:
6780                 return NOTIFY_DONE;
6781         }
6782         return NOTIFY_OK;
6783 }
6784
6785 void __init sched_init_smp(void)
6786 {
6787         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6788
6789         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6790         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6791
6792         sched_init_numa();
6793
6794         get_online_cpus();
6795         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6796         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6797         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6798         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6799                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6800         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6801         put_online_cpus();
6802
6803         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6804         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6805         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6806
6807         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6808         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6809
6810         init_hrtick();
6811
6812         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6813         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6814                 BUG();
6815         sched_init_granularity();
6816         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6817
6818         init_sched_rt_class();
6819 }
6820 #else
6821 void __init sched_init_smp(void)
6822 {
6823         sched_init_granularity();
6824 }
6825 #endif /* CONFIG_SMP */
6826
6827 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6828
6829 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6830 {
6831         return in_lock_functions(addr) ||
6832                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6833                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6834 }
6835
6836 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6837 struct task_group root_task_group;
6838 LIST_HEAD(task_groups);
6839 #endif
6840
6841 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6842
6843 void __init sched_init(void)
6844 {
6845         int i, j;
6846         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6847
6848 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6849         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6850 #endif
6851 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6852         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6853 #endif
6854 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6855         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6856 #endif
6857         if (alloc_size) {
6858                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6859
6860 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6861                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6862                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6863
6864                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6865                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6866
6867 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6868 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6869                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6870                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6871
6872                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6873                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6874
6875 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6876 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6877                 for_each_possible_cpu(i) {
6878                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6879                         ptr += cpumask_size();
6880                 }
6881 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6882         }
6883
6884 #ifdef CONFIG_SMP
6885         init_defrootdomain();
6886 #endif
6887
6888         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6889                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6890
6891 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6892         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6893                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6894 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6895
6896 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6897         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6898         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6899         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6900         autogroup_init(&init_task);
6901
6902 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6903
6904 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6905         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6906         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6907         /* Too early, not expected to fail */
6908         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6909 #endif
6910         for_each_possible_cpu(i) {
6911                 struct rq *rq;
6912
6913                 rq = cpu_rq(i);
6914                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6915                 rq->nr_running = 0;
6916                 rq->calc_load_active = 0;
6917                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6918                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6919                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6920 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6921                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6922                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6923                 /*
6924                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6925                  *
6926                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6927                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6928                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6929                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6930                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6931                  * (se->load.weight).
6932                  *
6933                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6934                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6935                  * then A0's share of the cpu resource is:
6936                  *
6937                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6938                  *
6939                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6940                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6941                  */
6942                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6943                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6944 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6945
6946                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6947 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6948                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6949                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6950 #endif
6951
6952                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6953                         rq->cpu_load[j] = 0;
6954
6955                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6956
6957 #ifdef CONFIG_SMP
6958                 rq->sd = NULL;
6959                 rq->rd = NULL;
6960                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6961                 rq->post_schedule = 0;
6962                 rq->active_balance = 0;
6963                 rq->next_balance = jiffies;
6964                 rq->push_cpu = 0;
6965                 rq->cpu = i;
6966                 rq->online = 0;
6967                 rq->idle_stamp = 0;
6968                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6969
6970                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6971
6972                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6973 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6974                 rq->nohz_flags = 0;
6975 #endif
6976 #endif
6977                 init_rq_hrtick(rq);
6978                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6979         }
6980
6981         set_load_weight(&init_task);
6982
6983 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
6984         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
6985 #endif
6986
6987 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6988         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
6989 #endif
6990
6991         /*
6992          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6993          */
6994         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6995         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6996
6997         /*
6998          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6999          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7000          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7001          * when this runqueue becomes "idle".
7002          */
7003         init_idle(current, smp_processor_id());
7004
7005         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7006
7007         /*
7008          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7009          */
7010         current->sched_class = &fair_sched_class;
7011
7012 #ifdef CONFIG_SMP
7013         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7014         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7015         if (cpu_isolated_map == NULL)
7016                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7017         idle_thread_set_boot_cpu();
7018 #endif
7019         init_sched_fair_class();
7020
7021         scheduler_running = 1;
7022 }
7023
7024 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7025 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7026 {
7027         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7028
7029         return (nested == preempt_offset);
7030 }
7031
7032 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7033 {
7034         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7035
7036         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7037         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7038             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7039                 return;
7040         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7041                 return;
7042         prev_jiffy = jiffies;
7043
7044         printk(KERN_ERR
7045                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7046                         file, line);
7047         printk(KERN_ERR
7048                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7049                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7050                         current->pid, current->comm);
7051
7052         debug_show_held_locks(current);
7053         if (irqs_disabled())
7054                 print_irqtrace_events(current);
7055         dump_stack();
7056 }
7057 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7058 #endif
7059
7060 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7061 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7062 {
7063         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7064         int old_prio = p->prio;
7065         int on_rq;
7066
7067         on_rq = p->on_rq;
7068         if (on_rq)
7069                 dequeue_task(rq, p, 0);
7070         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7071         if (on_rq) {
7072                 enqueue_task(rq, p, 0);
7073                 resched_task(rq->curr);
7074         }
7075
7076         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7077 }
7078
7079 void normalize_rt_tasks(void)
7080 {
7081         struct task_struct *g, *p;
7082         unsigned long flags;
7083         struct rq *rq;
7084
7085         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7086         do_each_thread(g, p) {
7087                 /*
7088                  * Only normalize user tasks:
7089                  */
7090                 if (!p->mm)
7091                         continue;
7092
7093                 p->se.exec_start                = 0;
7094 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7095                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7096                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7097                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7098 #endif
7099
7100                 if (!rt_task(p)) {
7101                         /*
7102                          * Renice negative nice level userspace
7103                          * tasks back to 0:
7104                          */
7105                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7106                                 set_user_nice(p, 0);
7107                         continue;
7108                 }
7109
7110                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7111                 rq = __task_rq_lock(p);
7112
7113                 normalize_task(rq, p);
7114
7115                 __task_rq_unlock(rq);
7116                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7117         } while_each_thread(g, p);
7118
7119         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7120 }
7121
7122 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7123
7124 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7125 /*
7126  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7127  *
7128  * They can only be called when the whole system has been
7129  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7130  * activity can take place. Using them for anything else would
7131  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7132  * under any other configuration.
7133  */
7134
7135 /**
7136  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7137  * @cpu: the processor in question.
7138  *
7139  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7140  */
7141 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7142 {
7143         return cpu_curr(cpu);
7144 }
7145
7146 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7147
7148 #ifdef CONFIG_IA64
7149 /**
7150  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7151  * @cpu: the processor in question.
7152  * @p: the task pointer to set.
7153  *
7154  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7155  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7156  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7157  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7158  * and caller must save the original value of the current task (see
7159  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7160  * re-starting the system.
7161  *
7162  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7163  */
7164 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7165 {
7166         cpu_curr(cpu) = p;
7167 }
7168
7169 #endif
7170
7171 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7172 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7173 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7174
7175 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7176 {
7177         free_fair_sched_group(tg);
7178         free_rt_sched_group(tg);
7179         autogroup_free(tg);
7180         kfree(tg);
7181 }
7182
7183 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7184 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7185 {
7186         struct task_group *tg;
7187
7188         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7189         if (!tg)
7190                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7191
7192         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7193                 goto err;
7194
7195         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7196                 goto err;
7197
7198         return tg;
7199
7200 err:
7201         free_sched_group(tg);
7202         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7203 }
7204
7205 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7206 {
7207         unsigned long flags;
7208
7209         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7210         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7211
7212         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7213
7214         tg->parent = parent;
7215         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7216         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7217         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7218 }
7219
7220 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7221 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7222 {
7223         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7224         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7225 }
7226
7227 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7228 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7229 {
7230         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7231         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7232 }
7233
7234 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7235 {
7236         unsigned long flags;
7237         int i;
7238
7239         /* end participation in shares distribution */
7240         for_each_possible_cpu(i)
7241                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7242
7243         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7244         list_del_rcu(&tg->list);
7245         list_del_rcu(&tg->siblings);
7246         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7247 }
7248
7249 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7250  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7251  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7252  *      reflect its new group.
7253  */
7254 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7255 {
7256         struct task_group *tg;
7257         int on_rq, running;
7258         unsigned long flags;
7259         struct rq *rq;
7260
7261         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7262
7263         running = task_current(rq, tsk);
7264         on_rq = tsk->on_rq;
7265
7266         if (on_rq)
7267                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7268         if (unlikely(running))
7269                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7270
7271         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7272                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7273                           struct task_group, css);
7274         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7275         tsk->sched_task_group = tg;
7276
7277 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7278         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7279                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7280         else
7281 #endif
7282                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7283
7284         if (unlikely(running))
7285                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7286         if (on_rq)
7287                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7288
7289         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7290 }
7291 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7292
7293 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7294 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7295 {
7296         if (runtime == RUNTIME_INF)
7297                 return 1ULL << 20;
7298
7299         return div64_u64(runtime << 20, period);
7300 }
7301 #endif
7302
7303 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7304 /*
7305  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7306  */
7307 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7308
7309 /* Must be called with tasklist_lock held */
7310 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7311 {
7312         struct task_struct *g, *p;
7313
7314         do_each_thread(g, p) {
7315                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7316                         return 1;
7317         } while_each_thread(g, p);
7318
7319         return 0;
7320 }
7321
7322 struct rt_schedulable_data {
7323         struct task_group *tg;
7324         u64 rt_period;
7325         u64 rt_runtime;
7326 };
7327
7328 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7329 {
7330         struct rt_schedulable_data *d = data;
7331         struct task_group *child;
7332         unsigned long total, sum = 0;
7333         u64 period, runtime;
7334
7335         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7336         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7337
7338         if (tg == d->tg) {
7339                 period = d->rt_period;
7340                 runtime = d->rt_runtime;
7341         }
7342
7343         /*
7344          * Cannot have more runtime than the period.
7345          */
7346         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7347                 return -EINVAL;
7348
7349         /*
7350          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7351          */
7352         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7353                 return -EBUSY;
7354
7355         total = to_ratio(period, runtime);
7356
7357         /*
7358          * Nobody can have more than the global setting allows.
7359          */
7360         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7361                 return -EINVAL;
7362
7363         /*
7364          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7365          */
7366         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7367                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7368                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7369
7370                 if (child == d->tg) {
7371                         period = d->rt_period;
7372                         runtime = d->rt_runtime;
7373                 }
7374
7375                 sum += to_ratio(period, runtime);
7376         }
7377
7378         if (sum > total)
7379                 return -EINVAL;
7380
7381         return 0;
7382 }
7383
7384 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7385 {
7386         int ret;
7387
7388         struct rt_schedulable_data data = {
7389                 .tg = tg,
7390                 .rt_period = period,
7391                 .rt_runtime = runtime,
7392         };
7393
7394         rcu_read_lock();
7395         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7396         rcu_read_unlock();
7397
7398         return ret;
7399 }
7400
7401 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7402                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7403 {
7404         int i, err = 0;
7405
7406         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7407         read_lock(&tasklist_lock);
7408         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7409         if (err)
7410                 goto unlock;
7411
7412         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7413         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7414         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7415
7416         for_each_possible_cpu(i) {
7417                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7418
7419                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7420                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7421                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7422         }
7423         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7424 unlock:
7425         read_unlock(&tasklist_lock);
7426         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7427
7428         return err;
7429 }
7430
7431 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7432 {
7433         u64 rt_runtime, rt_period;
7434
7435         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7436         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7437         if (rt_runtime_us < 0)
7438                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7439
7440         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7441 }
7442
7443 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7444 {
7445         u64 rt_runtime_us;
7446
7447         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7448                 return -1;
7449
7450         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7451         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7452         return rt_runtime_us;
7453 }
7454
7455 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7456 {
7457         u64 rt_runtime, rt_period;
7458
7459         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7460         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7461
7462         if (rt_period == 0)
7463                 return -EINVAL;
7464
7465         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7466 }
7467
7468 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7469 {
7470         u64 rt_period_us;
7471
7472         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7473         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7474         return rt_period_us;
7475 }
7476
7477 static int sched_rt_global_constraints(void)
7478 {
7479         u64 runtime, period;
7480         int ret = 0;
7481
7482         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7483                 return -EINVAL;
7484
7485         runtime = global_rt_runtime();
7486         period = global_rt_period();
7487
7488         /*
7489          * Sanity check on the sysctl variables.
7490          */
7491         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7492                 return -EINVAL;
7493
7494         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7495         read_lock(&tasklist_lock);
7496         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7497         read_unlock(&tasklist_lock);
7498         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7499
7500         return ret;
7501 }
7502
7503 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7504 {
7505         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7506         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7507                 return 0;
7508
7509         return 1;
7510 }
7511
7512 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7513 static int sched_rt_global_constraints(void)
7514 {
7515         unsigned long flags;
7516         int i;
7517
7518         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7519                 return -EINVAL;
7520
7521         /*
7522          * There's always some RT tasks in the root group
7523          * -- migration, kstopmachine etc..
7524          */
7525         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7526                 return -EBUSY;
7527
7528         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7529         for_each_possible_cpu(i) {
7530                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7531
7532                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7533                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7534                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7535         }
7536         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7537
7538         return 0;
7539 }
7540 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7541
7542 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7543                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7544                 loff_t *ppos)
7545 {
7546         int ret;
7547         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7548
7549         mutex_lock(&mutex);
7550         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7551         /* make sure that internally we keep jiffies */
7552         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7553         if (!ret && write) {
7554                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7555                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7556         }
7557         mutex_unlock(&mutex);
7558         return ret;
7559 }
7560
7561 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7562                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7563                 loff_t *ppos)
7564 {
7565         int ret;
7566         int old_period, old_runtime;
7567         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7568
7569         mutex_lock(&mutex);
7570         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7571         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7572
7573         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7574
7575         if (!ret && write) {
7576                 ret = sched_rt_global_constraints();
7577                 if (ret) {
7578                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7579                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7580                 } else {
7581                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7582                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7583                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7584                 }
7585         }
7586         mutex_unlock(&mutex);
7587
7588         return ret;
7589 }
7590
7591 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7592
7593 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7594 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7595 {
7596         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7597                             struct task_group, css);
7598 }
7599
7600 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7601 {
7602         struct task_group *tg, *parent;
7603
7604         if (!cgrp->parent) {
7605                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7606                 return &root_task_group.css;
7607         }
7608
7609         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7610         tg = sched_create_group(parent);
7611         if (IS_ERR(tg))
7612                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7613
7614         return &tg->css;
7615 }
7616
7617 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7618 {
7619         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7620         struct task_group *parent;
7621
7622         if (!cgrp->parent)
7623                 return 0;
7624
7625         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7626         sched_online_group(tg, parent);
7627         return 0;
7628 }
7629
7630 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7631 {
7632         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7633
7634         sched_destroy_group(tg);
7635 }
7636
7637 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7638 {
7639         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7640
7641         sched_offline_group(tg);
7642 }
7643
7644 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7645                                  struct cgroup_taskset *tset)
7646 {
7647         struct task_struct *task;
7648
7649         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7650 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7651                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7652                         return -EINVAL;
7653 #else
7654                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7655                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7656                         return -EINVAL;
7657 #endif
7658         }
7659         return 0;
7660 }
7661
7662 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7663                               struct cgroup_taskset *tset)
7664 {
7665         struct task_struct *task;
7666
7667         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7668                 sched_move_task(task);
7669 }
7670
7671 static void
7672 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7673                 struct task_struct *task)
7674 {
7675         /*
7676          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7677          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7678          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7679          */
7680         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7681                 return;
7682
7683         sched_move_task(task);
7684 }
7685
7686 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7687 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7688                                 u64 shareval)
7689 {
7690         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7691 }
7692
7693 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7694 {
7695         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7696
7697         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7698 }
7699
7700 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7701 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7702
7703 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7704 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7705
7706 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7707
7708 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7709 {
7710         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7711         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7712
7713         if (tg == &root_task_group)
7714                 return -EINVAL;
7715
7716         /*
7717          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7718          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7719          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7720          */
7721         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7722                 return -EINVAL;
7723
7724         /*
7725          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7726          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7727          * feasibility.
7728          */
7729         if (period > max_cfs_quota_period)
7730                 return -EINVAL;
7731
7732         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7733         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7734         if (ret)
7735                 goto out_unlock;
7736
7737         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7738         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7739         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7740         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7741         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7742         cfs_b->quota = quota;
7743
7744         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7745         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7746         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7747                 /* force a reprogram */
7748                 cfs_b->timer_active = 0;
7749                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7750         }
7751         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7752
7753         for_each_possible_cpu(i) {
7754                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7755                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7756
7757                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7758                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7759                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7760
7761                 if (cfs_rq->throttled)
7762                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7763                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7764         }
7765 out_unlock:
7766         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7767
7768         return ret;
7769 }
7770
7771 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7772 {
7773         u64 quota, period;
7774
7775         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7776         if (cfs_quota_us < 0)
7777                 quota = RUNTIME_INF;
7778         else
7779                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7780
7781         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7782 }
7783
7784 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7785 {
7786         u64 quota_us;
7787
7788         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7789                 return -1;
7790
7791         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7792         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7793
7794         return quota_us;
7795 }
7796
7797 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7798 {
7799         u64 quota, period;
7800
7801         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7802         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7803
7804         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7805 }
7806
7807 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7808 {
7809         u64 cfs_period_us;
7810
7811         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7812         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7813
7814         return cfs_period_us;
7815 }
7816
7817 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7818 {
7819         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7820 }
7821
7822 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7823                                 s64 cfs_quota_us)
7824 {
7825         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7826 }
7827
7828 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7829 {
7830         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7831 }
7832
7833 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7834                                 u64 cfs_period_us)
7835 {
7836         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7837 }
7838
7839 struct cfs_schedulable_data {
7840         struct task_group *tg;
7841         u64 period, quota;
7842 };
7843
7844 /*
7845  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7846  * note: units are usecs
7847  */
7848 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7849                                struct cfs_schedulable_data *d)
7850 {
7851         u64 quota, period;
7852
7853         if (tg == d->tg) {
7854                 period = d->period;
7855                 quota = d->quota;
7856         } else {
7857                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7858                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7859         }
7860
7861         /* note: these should typically be equivalent */
7862         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7863                 return RUNTIME_INF;
7864
7865         return to_ratio(period, quota);
7866 }
7867
7868 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7869 {
7870         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7871         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7872         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7873
7874         if (!tg->parent) {
7875                 quota = RUNTIME_INF;
7876         } else {
7877                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7878
7879                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7880                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7881
7882                 /*
7883                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7884                  * limit is set
7885                  */
7886                 if (quota == RUNTIME_INF)
7887                         quota = parent_quota;
7888                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7889                         return -EINVAL;
7890         }
7891         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7892
7893         return 0;
7894 }
7895
7896 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7897 {
7898         int ret;
7899         struct cfs_schedulable_data data = {
7900                 .tg = tg,
7901                 .period = period,
7902                 .quota = quota,
7903         };
7904
7905         if (quota != RUNTIME_INF) {
7906                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7907                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7908         }
7909
7910         rcu_read_lock();
7911         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7912         rcu_read_unlock();
7913
7914         return ret;
7915 }
7916
7917 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7918                 struct cgroup_map_cb *cb)
7919 {
7920         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7921         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7922
7923         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7924         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7925         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7926
7927         return 0;
7928 }
7929 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7930 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7931
7932 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7933 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7934                                 s64 val)
7935 {
7936         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7937 }
7938
7939 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7940 {
7941         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7942 }
7943
7944 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7945                 u64 rt_period_us)
7946 {
7947         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7948 }
7949
7950 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7951 {
7952         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7953 }
7954 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7955
7956 static struct cftype cpu_files[] = {
7957 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7958         {
7959                 .name = "shares",
7960                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7961                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7962         },
7963 #endif
7964 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7965         {
7966                 .name = "cfs_quota_us",
7967                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7968                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7969         },
7970         {
7971                 .name = "cfs_period_us",
7972                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7973                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7974         },
7975         {
7976                 .name = "stat",
7977                 .read_map = cpu_stats_show,
7978         },
7979 #endif
7980 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7981         {
7982                 .name = "rt_runtime_us",
7983                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7984                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7985         },
7986         {
7987                 .name = "rt_period_us",
7988                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7989                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7990         },
7991 #endif
7992         { }     /* terminate */
7993 };
7994
7995 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
7996         .name           = "cpu",
7997         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7998         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7999         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8000         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8001         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8002         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8003         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8004         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8005         .base_cftypes   = cpu_files,
8006         .early_init     = 1,
8007 };
8008
8009 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8010
8011 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
8012
8013 /*
8014  * CPU accounting code for task groups.
8015  *
8016  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
8017  * (balbir@in.ibm.com).
8018  */
8019
8020 struct cpuacct root_cpuacct;
8021
8022 /* create a new cpu accounting group */
8023 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
8024 {
8025         struct cpuacct *ca;
8026
8027         if (!cgrp->parent)
8028                 return &root_cpuacct.css;
8029
8030         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
8031         if (!ca)
8032                 goto out;
8033
8034         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
8035         if (!ca->cpuusage)
8036                 goto out_free_ca;
8037
8038         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
8039         if (!ca->cpustat)
8040                 goto out_free_cpuusage;
8041
8042         return &ca->css;
8043
8044 out_free_cpuusage:
8045         free_percpu(ca->cpuusage);
8046 out_free_ca:
8047         kfree(ca);
8048 out:
8049         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8050 }
8051
8052 /* destroy an existing cpu accounting group */
8053 static void cpuacct_css_free(struct cgroup *cgrp)
8054 {
8055         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8056
8057         free_percpu(ca->cpustat);
8058         free_percpu(ca->cpuusage);
8059         kfree(ca);
8060 }
8061
8062 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
8063 {
8064         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8065         u64 data;
8066
8067 #ifndef CONFIG_64BIT
8068         /*
8069          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
8070          */
8071         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8072         data = *cpuusage;
8073         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8074 #else
8075         data = *cpuusage;
8076 #endif
8077
8078         return data;
8079 }
8080
8081 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
8082 {
8083         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8084
8085 #ifndef CONFIG_64BIT
8086         /*
8087          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
8088          */
8089         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8090         *cpuusage = val;
8091         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8092 #else
8093         *cpuusage = val;
8094 #endif
8095 }
8096
8097 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
8098 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8099 {
8100         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8101         u64 totalcpuusage = 0;
8102         int i;
8103
8104         for_each_present_cpu(i)
8105                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8106
8107         return totalcpuusage;
8108 }
8109
8110 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8111                                                                 u64 reset)
8112 {
8113         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8114         int err = 0;
8115         int i;
8116
8117         if (reset) {
8118                 err = -EINVAL;
8119                 goto out;
8120         }
8121
8122         for_each_present_cpu(i)
8123                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8124
8125 out:
8126         return err;
8127 }
8128
8129 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8130                                    struct seq_file *m)
8131 {
8132         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8133         u64 percpu;
8134         int i;
8135
8136         for_each_present_cpu(i) {
8137                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8138                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8139         }
8140         seq_printf(m, "\n");
8141         return 0;
8142 }
8143
8144 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8145         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8146         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8147 };
8148
8149 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8150                               struct cgroup_map_cb *cb)
8151 {
8152         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8153         int cpu;
8154         s64 val = 0;
8155
8156         for_each_online_cpu(cpu) {
8157                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8158                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8159                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8160         }
8161         val = cputime64_to_clock_t(val);
8162         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8163
8164         val = 0;
8165         for_each_online_cpu(cpu) {
8166                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8167                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8168                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8169                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8170         }
8171
8172         val = cputime64_to_clock_t(val);
8173         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8174
8175         return 0;
8176 }
8177
8178 static struct cftype files[] = {
8179         {
8180                 .name = "usage",
8181                 .read_u64 = cpuusage_read,
8182                 .write_u64 = cpuusage_write,
8183         },
8184         {
8185                 .name = "usage_percpu",
8186                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8187         },
8188         {
8189                 .name = "stat",
8190                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8191         },
8192         { }     /* terminate */
8193 };
8194
8195 /*
8196  * charge this task's execution time to its accounting group.
8197  *
8198  * called with rq->lock held.
8199  */
8200 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8201 {
8202         struct cpuacct *ca;
8203         int cpu;
8204
8205         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8206                 return;
8207
8208         cpu = task_cpu(tsk);
8209
8210         rcu_read_lock();
8211
8212         ca = task_ca(tsk);
8213
8214         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8215                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8216                 *cpuusage += cputime;
8217         }
8218
8219         rcu_read_unlock();
8220 }
8221
8222 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8223         .name = "cpuacct",
8224         .css_alloc = cpuacct_css_alloc,
8225         .css_free = cpuacct_css_free,
8226         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8227         .base_cftypes = files,
8228 };
8229 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */
8230
8231 void dump_cpu_task(int cpu)
8232 {
8233         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8234         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8235 }