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