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