]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - kernel/sched/core.c
Merge branch 'next' into for-linus
[~andy/linux] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_internal.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
149
150 #undef SCHED_FEAT
151
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
153 {
154         int i;
155
156         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
157                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
158                         seq_puts(m, "NO_");
159                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
160         }
161         seq_puts(m, "\n");
162
163         return 0;
164 }
165
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
167
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
170
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
173
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
177
178 #undef SCHED_FEAT
179
180 static void sched_feat_disable(int i)
181 {
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
184 }
185
186 static void sched_feat_enable(int i)
187 {
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
190 }
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
195
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
519
520 void resched_task(struct task_struct *p)
521 {
522         int cpu;
523
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
525
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
528
529         set_tsk_need_resched(p);
530
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
534
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
539 }
540
541 void resched_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
545
546         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
547                 return;
548         resched_task(cpu_curr(cpu));
549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
550 }
551
552 #ifdef CONFIG_NO_HZ
553 /*
554  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
555  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
556  *
557  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
558  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
559  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
560  */
561 int get_nohz_timer_target(void)
562 {
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         rcu_read_lock();
568         for_each_domain(cpu, sd) {
569                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
570                         if (!idle_cpu(i)) {
571                                 cpu = i;
572                                 goto unlock;
573                         }
574                 }
575         }
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         /*
598          * This is safe, as this function is called with the timer
599          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
600          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
601          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
602          * timer into account automatically.
603          */
604         if (rq->curr != rq->idle)
605                 return;
606
607         /*
608          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
609          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
610          * idle task through an additional NOOP schedule()
611          */
612         set_tsk_need_resched(rq->idle);
613
614         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
615         smp_mb();
616         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
624 }
625
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
627
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
629 {
630         return false;
631 }
632
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
634
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
636 {
637         s64 period = sched_avg_period();
638
639         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
640                 /*
641                  * Inline assembly required to prevent the compiler
642                  * optimising this loop into a divmod call.
643                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
644                  */
645                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
646                 rq->age_stamp += period;
647                 rq->rt_avg /= 2;
648         }
649 }
650
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
653 {
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
656 }
657 #endif /* CONFIG_SMP */
658
659 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
660                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
661 /*
662  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
663  * node and @up when leaving it for the final time.
664  *
665  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
666  */
667 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
668                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
669 {
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
672
673         parent = from;
674
675 down:
676         ret = (*down)(parent, data);
677         if (ret)
678                 goto out;
679         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
680                 parent = child;
681                 goto down;
682
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
689
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
696 }
697
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
699 {
700         return 0;
701 }
702 #endif
703
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
705 {
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
708
709         /*
710          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
711          */
712         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
713                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
714                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
715                 return;
716         }
717
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
720 }
721
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
734 }
735
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
737 {
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
740
741         enqueue_task(rq, p, flags);
742 }
743
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
745 {
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
748
749         dequeue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
753 {
754 /*
755  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
756  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
757  */
758 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
759         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
760 #endif
761 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
762         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
763
764         /*
765          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
766          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
767          * {soft,}irq region.
768          *
769          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
770          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
771          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
772          * monotonic.
773          *
774          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
775          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
776          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
777          * atomic ops.
778          */
779         if (irq_delta > delta)
780                 irq_delta = delta;
781
782         rq->prev_irq_time += irq_delta;
783         delta -= irq_delta;
784 #endif
785 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
786         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
787                 u64 st;
788
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
791
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
794
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
797
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
799
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
803
804         rq->clock_task += delta;
805
806 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
807         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
808                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
809 #endif
810 }
811
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
813 {
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
816
817         if (stop) {
818                 /*
819                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
820                  * userspace knows about and won't get confused about.
821                  *
822                  * Also, it will make PI more or less work without too
823                  * much confusion -- but then, stop work should not
824                  * rely on PI working anyway.
825                  */
826                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
827
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
830
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
832
833         if (old_stop) {
834                 /*
835                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
836                  * it can die in pieces.
837                  */
838                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
839         }
840 }
841
842 /*
843  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
844  */
845 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
846 {
847         return p->static_prio;
848 }
849
850 /*
851  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
852  * without taking RT-inheritance into account. Might be
853  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
854  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
855  * estimator recalculates.
856  */
857 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio;
860
861         if (task_has_rt_policy(p))
862                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
863         else
864                 prio = __normal_prio(p);
865         return prio;
866 }
867
868 /*
869  * Calculate the current priority, i.e. the priority
870  * taken into account by the scheduler. This value might
871  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
872  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
873  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
874  */
875 static int effective_prio(struct task_struct *p)
876 {
877         p->normal_prio = normal_prio(p);
878         /*
879          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
880          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
881          * to the normal priority:
882          */
883         if (!rt_prio(p->prio))
884                 return p->normal_prio;
885         return p->prio;
886 }
887
888 /**
889  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
890  * @p: the task in question.
891  */
892 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
893 {
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
895 }
896
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
900 {
901         if (prev_class != p->sched_class) {
902                 if (prev_class->switched_from)
903                         prev_class->switched_from(rq, p);
904                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
905         } else if (oldprio != p->prio)
906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
907 }
908
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
910 {
911         const struct sched_class *class;
912
913         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
914                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
915         } else {
916                 for_each_class(class) {
917                         if (class == rq->curr->sched_class)
918                                 break;
919                         if (class == p->sched_class) {
920                                 resched_task(rq->curr);
921                                 break;
922                         }
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
928          * this case, we can save a useless back to back clock update.
929          */
930         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
931                 rq->skip_clock_update = 1;
932 }
933
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
935
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
937 {
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
943 {
944 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
945         /*
946          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
947          * ttwu() will sort out the placement.
948          */
949         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
950                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
951
952 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
953         /*
954          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
955          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
956          *
957          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
958          * see task_group().
959          *
960          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
961          * task_rq_lock().
962          */
963         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
964                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
965 #endif
966 #endif
967
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
969
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
972
973                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
974                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
975                 p->se.nr_migrations++;
976                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
977
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
981
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
984
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
986 }
987
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
992
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
994
995 /*
996  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
997  *
998  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
999  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1000  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1001  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1002  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1003  * @p has remained unscheduled the whole time.
1004  *
1005  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1006  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1007  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1008  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1009  * waiting to become inactive.
1010  */
1011 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         for (;;) {
1019                 /*
1020                  * We do the initial early heuristics without holding
1021                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1022                  * the runqueue lock when things look like they will
1023                  * work out!
1024                  */
1025                 rq = task_rq(p);
1026
1027                 /*
1028                  * If the task is actively running on another CPU
1029                  * still, just relax and busy-wait without holding
1030                  * any locks.
1031                  *
1032                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1033                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1034                  * But we don't care, since "task_running()" will
1035                  * return false if the runqueue has changed and p
1036                  * is actually now running somewhere else!
1037                  */
1038                 while (task_running(rq, p)) {
1039                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1040                                 return 0;
1041                         cpu_relax();
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1046                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1047                  * just go back and repeat.
1048                  */
1049                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1050                 trace_sched_wait_task(p);
1051                 running = task_running(rq, p);
1052                 on_rq = p->on_rq;
1053                 ncsw = 0;
1054                 if (!match_state || p->state == match_state)
1055                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1056                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1057
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Was it really running after all now that we
1066                  * checked with the proper locks actually held?
1067                  *
1068                  * Oops. Go back and try again..
1069                  */
1070                 if (unlikely(running)) {
1071                         cpu_relax();
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * It's not enough that it's not actively running,
1077                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1078                  * preempted!
1079                  *
1080                  * So if it was still runnable (but just not actively
1081                  * running right now), it's preempted, and we should
1082                  * yield - it could be a while.
1083                  */
1084                 if (unlikely(on_rq)) {
1085                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1086
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
1091
1092                 /*
1093                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1094                  * runnable, which means that it will never become
1095                  * running in the future either. We're all done!
1096                  */
1097                 break;
1098         }
1099
1100         return ncsw;
1101 }
1102
1103 /***
1104  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1105  * @p: the to-be-kicked thread
1106  *
1107  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1108  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1109  *
1110  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1111  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1112  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1113  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1114  * achieved as well.
1115  */
1116 void kick_process(struct task_struct *p)
1117 {
1118         int cpu;
1119
1120         preempt_disable();
1121         cpu = task_cpu(p);
1122         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         preempt_enable();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130 /*
1131  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1132  */
1133 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1134 {
1135         int nid = cpu_to_node(cpu);
1136         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1137         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1138         int dest_cpu;
1139
1140         /*
1141          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1142          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1143          * select the cpu on the other node.
1144          */
1145         if (nid != -1) {
1146                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1147
1148                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1149                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1150                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1151                                 continue;
1152                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1153                                 continue;
1154                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1155                                 return dest_cpu;
1156                 }
1157         }
1158
1159         for (;;) {
1160                 /* Any allowed, online CPU? */
1161                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1162                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1163                                 continue;
1164                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1165                                 continue;
1166                         goto out;
1167                 }
1168
1169                 switch (state) {
1170                 case cpuset:
1171                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1172                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1173                         state = possible;
1174                         break;
1175
1176                 case possible:
1177                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1178                         state = fail;
1179                         break;
1180
1181                 case fail:
1182                         BUG();
1183                         break;
1184                 }
1185         }
1186
1187 out:
1188         if (state != cpuset) {
1189                 /*
1190                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1191                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1192                  * leave kernel.
1193                  */
1194                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1195                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1196                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1197                 }
1198         }
1199
1200         return dest_cpu;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1205  */
1206 static inline
1207 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1208 {
1209         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1210
1211         /*
1212          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1213          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1214          * cpu.
1215          *
1216          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1217          *
1218          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1219          *   not worry about this generic constraint ]
1220          */
1221         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1222                      !cpu_online(cpu)))
1223                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1224
1225         return cpu;
1226 }
1227
1228 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1229 {
1230         s64 diff = sample - *avg;
1231         *avg += diff >> 3;
1232 }
1233 #endif
1234
1235 static void
1236 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1237 {
1238 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1239         struct rq *rq = this_rq();
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242         int this_cpu = smp_processor_id();
1243
1244         if (cpu == this_cpu) {
1245                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1246                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1247         } else {
1248                 struct sched_domain *sd;
1249
1250                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1251                 rcu_read_lock();
1252                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1253                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1254                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1255                                 break;
1256                         }
1257                 }
1258                 rcu_read_unlock();
1259         }
1260
1261         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1262                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1263
1264 #endif /* CONFIG_SMP */
1265
1266         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1267         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1268
1269         if (wake_flags & WF_SYNC)
1270                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1271
1272 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1273 }
1274
1275 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1276 {
1277         activate_task(rq, p, en_flags);
1278         p->on_rq = 1;
1279
1280         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1281         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1282                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1287  */
1288 static void
1289 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1290 {
1291         trace_sched_wakeup(p, true);
1292         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1293
1294         p->state = TASK_RUNNING;
1295 #ifdef CONFIG_SMP
1296         if (p->sched_class->task_woken)
1297                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1298
1299         if (rq->idle_stamp) {
1300                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1301                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1302
1303                 if (delta > max)
1304                         rq->avg_idle = max;
1305                 else
1306                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1307                 rq->idle_stamp = 0;
1308         }
1309 #endif
1310 }
1311
1312 static void
1313 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1314 {
1315 #ifdef CONFIG_SMP
1316         if (p->sched_contributes_to_load)
1317                 rq->nr_uninterruptible--;
1318 #endif
1319
1320         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1321         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1326  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1327  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1328  * the task is still ->on_rq.
1329  */
1330 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1331 {
1332         struct rq *rq;
1333         int ret = 0;
1334
1335         rq = __task_rq_lock(p);
1336         if (p->on_rq) {
1337                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1338                 ret = 1;
1339         }
1340         __task_rq_unlock(rq);
1341
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 #ifdef CONFIG_SMP
1346 static void sched_ttwu_pending(void)
1347 {
1348         struct rq *rq = this_rq();
1349         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1350         struct task_struct *p;
1351
1352         raw_spin_lock(&rq->lock);
1353
1354         while (llist) {
1355                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1356                 llist = llist_next(llist);
1357                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1358         }
1359
1360         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1361 }
1362
1363 void scheduler_ipi(void)
1364 {
1365         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1366                 return;
1367
1368         /*
1369          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1370          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1371          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1372          * we do call them.
1373          *
1374          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1375          * properly.
1376          *
1377          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1378          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1379          * somewhat pessimize the simple resched case.
1380          */
1381         irq_enter();
1382         sched_ttwu_pending();
1383
1384         /*
1385          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1386          */
1387         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1388                 this_rq()->idle_balance = 1;
1389                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1390         }
1391         irq_exit();
1392 }
1393
1394 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1395 {
1396         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1397                 smp_send_reschedule(cpu);
1398 }
1399
1400 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1401 {
1402         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1403 }
1404 #endif /* CONFIG_SMP */
1405
1406 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1407 {
1408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1409
1410 #if defined(CONFIG_SMP)
1411         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1412                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1413                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1414                 return;
1415         }
1416 #endif
1417
1418         raw_spin_lock(&rq->lock);
1419         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1420         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1421 }
1422
1423 /**
1424  * try_to_wake_up - wake up a thread
1425  * @p: the thread to be awakened
1426  * @state: the mask of task states that can be woken
1427  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1428  *
1429  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1430  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1431  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1432  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1433  * runnable without the overhead of this.
1434  *
1435  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1436  * or @state didn't match @p's state.
1437  */
1438 static int
1439 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1440 {
1441         unsigned long flags;
1442         int cpu, success = 0;
1443
1444         smp_wmb();
1445         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1446         if (!(p->state & state))
1447                 goto out;
1448
1449         success = 1; /* we're going to change ->state */
1450         cpu = task_cpu(p);
1451
1452         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1453                 goto stat;
1454
1455 #ifdef CONFIG_SMP
1456         /*
1457          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1458          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1459          */
1460         while (p->on_cpu)
1461                 cpu_relax();
1462         /*
1463          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1464          */
1465         smp_rmb();
1466
1467         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1468         p->state = TASK_WAKING;
1469
1470         if (p->sched_class->task_waking)
1471                 p->sched_class->task_waking(p);
1472
1473         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1474         if (task_cpu(p) != cpu) {
1475                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1476                 set_task_cpu(p, cpu);
1477         }
1478 #endif /* CONFIG_SMP */
1479
1480         ttwu_queue(p, cpu);
1481 stat:
1482         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1483 out:
1484         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1485
1486         return success;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1491  * @p: the thread to be awakened
1492  *
1493  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1494  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1495  * the current task.
1496  */
1497 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1498 {
1499         struct rq *rq = task_rq(p);
1500
1501         BUG_ON(rq != this_rq());
1502         BUG_ON(p == current);
1503         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1504
1505         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1506                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1507                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1508                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1509         }
1510
1511         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1512                 goto out;
1513
1514         if (!p->on_rq)
1515                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1516
1517         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1518         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1519 out:
1520         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1521 }
1522
1523 /**
1524  * wake_up_process - Wake up a specific process
1525  * @p: The process to be woken up.
1526  *
1527  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1528  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1529  * running.
1530  *
1531  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1532  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1533  */
1534 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1535 {
1536         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1537         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1538 }
1539 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1540
1541 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1542 {
1543         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1548  * p is forked by current.
1549  *
1550  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1551  */
1552 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1553 {
1554         p->on_rq                        = 0;
1555
1556         p->se.on_rq                     = 0;
1557         p->se.exec_start                = 0;
1558         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1559         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1560         p->se.nr_migrations             = 0;
1561         p->se.vruntime                  = 0;
1562         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1563
1564 /*
1565  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1566  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1567  * load-balance).
1568  */
1569 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1570         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1571         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1572 #endif
1573 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1574         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1575 #endif
1576
1577         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1578
1579 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1580         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1581 #endif
1582
1583 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1584         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1585                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1586                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1587                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1588         }
1589
1590         p->node_stamp = 0ULL;
1591         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1592         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1593         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1594         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1595 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1596 }
1597
1598 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1599 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1600 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1601 {
1602         if (enabled)
1603                 sched_feat_set("NUMA");
1604         else
1605                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1606 }
1607 #else
1608 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1609
1610 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1611 {
1612         numabalancing_enabled = enabled;
1613 }
1614 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1615 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1616
1617 /*
1618  * fork()/clone()-time setup:
1619  */
1620 void sched_fork(struct task_struct *p)
1621 {
1622         unsigned long flags;
1623         int cpu = get_cpu();
1624
1625         __sched_fork(p);
1626         /*
1627          * We mark the process as running here. This guarantees that
1628          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1629          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1630          */
1631         p->state = TASK_RUNNING;
1632
1633         /*
1634          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1635          */
1636         p->prio = current->normal_prio;
1637
1638         /*
1639          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1640          */
1641         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1642                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1643                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1644                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1645                         p->rt_priority = 0;
1646                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1647                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1648
1649                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1650                 set_load_weight(p);
1651
1652                 /*
1653                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1654                  * fulfilled its duty:
1655                  */
1656                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1657         }
1658
1659         if (!rt_prio(p->prio))
1660                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1661
1662         if (p->sched_class->task_fork)
1663                 p->sched_class->task_fork(p);
1664
1665         /*
1666          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1667          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1668          * is ran before sched_fork().
1669          *
1670          * Silence PROVE_RCU.
1671          */
1672         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1673         set_task_cpu(p, cpu);
1674         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1675
1676 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1677         if (likely(sched_info_on()))
1678                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1679 #endif
1680 #if defined(CONFIG_SMP)
1681         p->on_cpu = 0;
1682 #endif
1683 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1684         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1685         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1686 #endif
1687 #ifdef CONFIG_SMP
1688         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1689 #endif
1690
1691         put_cpu();
1692 }
1693
1694 /*
1695  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1696  *
1697  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1698  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1699  * on the runqueue and wakes it.
1700  */
1701 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1702 {
1703         unsigned long flags;
1704         struct rq *rq;
1705
1706         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1707 #ifdef CONFIG_SMP
1708         /*
1709          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1710          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1711          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1712          */
1713         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1714 #endif
1715
1716         rq = __task_rq_lock(p);
1717         activate_task(rq, p, 0);
1718         p->on_rq = 1;
1719         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1720         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1721 #ifdef CONFIG_SMP
1722         if (p->sched_class->task_woken)
1723                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1724 #endif
1725         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1726 }
1727
1728 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1729
1730 /**
1731  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1732  * @notifier: notifier struct to register
1733  */
1734 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1735 {
1736         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1737 }
1738 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1739
1740 /**
1741  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1742  * @notifier: notifier struct to unregister
1743  *
1744  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1745  */
1746 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1747 {
1748         hlist_del(&notifier->link);
1749 }
1750 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1751
1752 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1753 {
1754         struct preempt_notifier *notifier;
1755
1756         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1757                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1758 }
1759
1760 static void
1761 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1762                                  struct task_struct *next)
1763 {
1764         struct preempt_notifier *notifier;
1765
1766         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1767                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1768 }
1769
1770 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1771
1772 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1773 {
1774 }
1775
1776 static void
1777 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1778                                  struct task_struct *next)
1779 {
1780 }
1781
1782 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1783
1784 /**
1785  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1786  * @rq: the runqueue preparing to switch
1787  * @prev: the current task that is being switched out
1788  * @next: the task we are going to switch to.
1789  *
1790  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1791  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1792  * switch.
1793  *
1794  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1795  * hooks.
1796  */
1797 static inline void
1798 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1799                     struct task_struct *next)
1800 {
1801         trace_sched_switch(prev, next);
1802         sched_info_switch(prev, next);
1803         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1804         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1805         prepare_lock_switch(rq, next);
1806         prepare_arch_switch(next);
1807 }
1808
1809 /**
1810  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1811  * @rq: runqueue associated with task-switch
1812  * @prev: the thread we just switched away from.
1813  *
1814  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1815  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1816  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1817  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1818  *
1819  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1820  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1821  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1822  * details.)
1823  */
1824 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1825         __releases(rq->lock)
1826 {
1827         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1828         long prev_state;
1829
1830         rq->prev_mm = NULL;
1831
1832         /*
1833          * A task struct has one reference for the use as "current".
1834          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1835          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1836          * the scheduled task must drop that reference.
1837          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1838          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1839          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1840          * be dropped twice.
1841          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1842          */
1843         prev_state = prev->state;
1844         vtime_task_switch(prev);
1845         finish_arch_switch(prev);
1846         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1847         finish_lock_switch(rq, prev);
1848         finish_arch_post_lock_switch();
1849
1850         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1851         if (mm)
1852                 mmdrop(mm);
1853         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1854                 /*
1855                  * Remove function-return probe instances associated with this
1856                  * task and put them back on the free list.
1857                  */
1858                 kprobe_flush_task(prev);
1859                 put_task_struct(prev);
1860         }
1861 }
1862
1863 #ifdef CONFIG_SMP
1864
1865 /* assumes rq->lock is held */
1866 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1867 {
1868         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1869                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1870 }
1871
1872 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1873 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1874 {
1875         if (rq->post_schedule) {
1876                 unsigned long flags;
1877
1878                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1879                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1880                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1881                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1882
1883                 rq->post_schedule = 0;
1884         }
1885 }
1886
1887 #else
1888
1889 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1890 {
1891 }
1892
1893 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1894 {
1895 }
1896
1897 #endif
1898
1899 /**
1900  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1901  * @prev: the thread we just switched away from.
1902  */
1903 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1904         __releases(rq->lock)
1905 {
1906         struct rq *rq = this_rq();
1907
1908         finish_task_switch(rq, prev);
1909
1910         /*
1911          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1912          * task_switch?
1913          */
1914         post_schedule(rq);
1915
1916 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1917         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1918         preempt_enable();
1919 #endif
1920         if (current->set_child_tid)
1921                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1922 }
1923
1924 /*
1925  * context_switch - switch to the new MM and the new
1926  * thread's register state.
1927  */
1928 static inline void
1929 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1930                struct task_struct *next)
1931 {
1932         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1933
1934         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1935
1936         mm = next->mm;
1937         oldmm = prev->active_mm;
1938         /*
1939          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1940          * combine the page table reload and the switch backend into
1941          * one hypercall.
1942          */
1943         arch_start_context_switch(prev);
1944
1945         if (!mm) {
1946                 next->active_mm = oldmm;
1947                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1948                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1949         } else
1950                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1951
1952         if (!prev->mm) {
1953                 prev->active_mm = NULL;
1954                 rq->prev_mm = oldmm;
1955         }
1956         /*
1957          * Since the runqueue lock will be released by the next
1958          * task (which is an invalid locking op but in the case
1959          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1960          * do an early lockdep release here:
1961          */
1962 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1963         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1964 #endif
1965
1966         context_tracking_task_switch(prev, next);
1967         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1968         switch_to(prev, next, prev);
1969
1970         barrier();
1971         /*
1972          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1973          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1974          * frame will be invalid.
1975          */
1976         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1977 }
1978
1979 /*
1980  * nr_running and nr_context_switches:
1981  *
1982  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1983  * threads, total number of context switches performed since bootup.
1984  */
1985 unsigned long nr_running(void)
1986 {
1987         unsigned long i, sum = 0;
1988
1989         for_each_online_cpu(i)
1990                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1991
1992         return sum;
1993 }
1994
1995 unsigned long long nr_context_switches(void)
1996 {
1997         int i;
1998         unsigned long long sum = 0;
1999
2000         for_each_possible_cpu(i)
2001                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2002
2003         return sum;
2004 }
2005
2006 unsigned long nr_iowait(void)
2007 {
2008         unsigned long i, sum = 0;
2009
2010         for_each_possible_cpu(i)
2011                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2012
2013         return sum;
2014 }
2015
2016 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2017 {
2018         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2019         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2020 }
2021
2022 unsigned long this_cpu_load(void)
2023 {
2024         struct rq *this = this_rq();
2025         return this->cpu_load[0];
2026 }
2027
2028
2029 /*
2030  * Global load-average calculations
2031  *
2032  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2033  * in order to minimize overhead.
2034  *
2035  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2036  * nr_uninterruptible.
2037  *
2038  * Once every LOAD_FREQ:
2039  *
2040  *   nr_active = 0;
2041  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2042  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2043  *
2044  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2045  *
2046  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2047  *
2048  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2049  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2050  *    to calculating nr_active.
2051  *
2052  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2053  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2054  *
2055  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2056  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2057  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2058  *
2059  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2060  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2061  *    cpu to have completed this task.
2062  *
2063  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2064  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2065  *
2066  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2067  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2068  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2069  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2070  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2071  *    all cpus yields the correct result.
2072  *
2073  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2074  */
2075
2076 /* Variables and functions for calc_load */
2077 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2078 static unsigned long calc_load_update;
2079 unsigned long avenrun[3];
2080 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2081
2082 /**
2083  * get_avenrun - get the load average array
2084  * @loads:      pointer to dest load array
2085  * @offset:     offset to add
2086  * @shift:      shift count to shift the result left
2087  *
2088  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2089  */
2090 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2091 {
2092         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2093         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2094         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2095 }
2096
2097 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2098 {
2099         long nr_active, delta = 0;
2100
2101         nr_active = this_rq->nr_running;
2102         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2103
2104         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2105                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2106                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2107         }
2108
2109         return delta;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2114  */
2115 static unsigned long
2116 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2117 {
2118         load *= exp;
2119         load += active * (FIXED_1 - exp);
2120         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2121         return load >> FSHIFT;
2122 }
2123
2124 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2125 /*
2126  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2127  *
2128  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2129  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2130  * NO_HZ.
2131  *
2132  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2133  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2134  * when we read the global state.
2135  *
2136  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2137  *
2138  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2139  *    contribution, causing under-accounting.
2140  *
2141  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2142  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2143  *
2144  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2145  *
2146  *        0s            5s            10s           15s
2147  *          +10           +10           +10           +10
2148  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2149  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2150  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2151  *
2152  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2153  *    accumlating the new one.
2154  *
2155  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2156  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2157  *    busy state.
2158  *
2159  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2160  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2161  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2162  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2163  *    LOAD_FREQ intervals.
2164  *
2165  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2166  */
2167 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2168 static int calc_load_idx;
2169
2170 static inline int calc_load_write_idx(void)
2171 {
2172         int idx = calc_load_idx;
2173
2174         /*
2175          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2176          * need to observe the new update time.
2177          */
2178         smp_rmb();
2179
2180         /*
2181          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2182          * next idle-delta.
2183          */
2184         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2185                 idx++;
2186
2187         return idx & 1;
2188 }
2189
2190 static inline int calc_load_read_idx(void)
2191 {
2192         return calc_load_idx & 1;
2193 }
2194
2195 void calc_load_enter_idle(void)
2196 {
2197         struct rq *this_rq = this_rq();
2198         long delta;
2199
2200         /*
2201          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2202          * into the pending idle delta.
2203          */
2204         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2205         if (delta) {
2206                 int idx = calc_load_write_idx();
2207                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2208         }
2209 }
2210
2211 void calc_load_exit_idle(void)
2212 {
2213         struct rq *this_rq = this_rq();
2214
2215         /*
2216          * If we're still before the sample window, we're done.
2217          */
2218         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2219                 return;
2220
2221         /*
2222          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2223          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2224          * sync up for the next window.
2225          */
2226         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2227         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2228                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2229 }
2230
2231 static long calc_load_fold_idle(void)
2232 {
2233         int idx = calc_load_read_idx();
2234         long delta = 0;
2235
2236         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2237                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2238
2239         return delta;
2240 }
2241
2242 /**
2243  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2244  *
2245  * @x:         base of the power
2246  * @frac_bits: fractional bits of @x
2247  * @n:         power to raise @x to.
2248  *
2249  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2250  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2251  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2252  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2253  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2254  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2255  * vector.
2256  */
2257 static unsigned long
2258 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2259 {
2260         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2261
2262         if (n) for (;;) {
2263                 if (n & 1) {
2264                         result *= x;
2265                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2266                         result >>= frac_bits;
2267                 }
2268                 n >>= 1;
2269                 if (!n)
2270                         break;
2271                 x *= x;
2272                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2273                 x >>= frac_bits;
2274         }
2275
2276         return result;
2277 }
2278
2279 /*
2280  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2281  *
2282  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2283  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2284  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2285  *
2286  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2287  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2288  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2289  *
2290  *  ...
2291  *
2292  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2293  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2294  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2295  *
2296  * [1] application of the geometric series:
2297  *
2298  *              n         1 - x^(n+1)
2299  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2300  *             i=0          1 - x
2301  */
2302 static unsigned long
2303 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2304             unsigned long active, unsigned int n)
2305 {
2306
2307         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2312  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2313  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2314  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2315  *
2316  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2317  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2318  */
2319 static void calc_global_nohz(void)
2320 {
2321         long delta, active, n;
2322
2323         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2324                 /*
2325                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2326                  */
2327                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2328                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2329
2330                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2331                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2332
2333                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2334                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2335                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2336
2337                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2338         }
2339
2340         /*
2341          * Flip the idle index...
2342          *
2343          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2344          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2345          * index, this avoids a double flip messing things up.
2346          */
2347         smp_wmb();
2348         calc_load_idx++;
2349 }
2350 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2351
2352 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2353 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2354
2355 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2356
2357 /*
2358  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2359  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2360  */
2361 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2362 {
2363         long active, delta;
2364
2365         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2366                 return;
2367
2368         /*
2369          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2370          */
2371         delta = calc_load_fold_idle();
2372         if (delta)
2373                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2374
2375         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2376         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2377
2378         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2379         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2380         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2381
2382         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2383
2384         /*
2385          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2386          */
2387         calc_global_nohz();
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2392  * active count.
2393  */
2394 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2395 {
2396         long delta;
2397
2398         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2399                 return;
2400
2401         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2402         if (delta)
2403                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2404
2405         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * End of global load-average stuff
2410  */
2411
2412 /*
2413  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2414  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2415  *
2416  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2417  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2418  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2419  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2420  *
2421  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2422  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2423  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2424  *
2425  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2426  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2427  * particular idx is approximated to be zero.
2428  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2429  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2430  * based on 128 point scale.
2431  * Example:
2432  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2433  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2434  *
2435  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2436  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2437  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2438  */
2439 #define DEGRADE_SHIFT           7
2440 static const unsigned char
2441                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2442 static const unsigned char
2443                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2444                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2445                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2446                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2447                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2448                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2449
2450 /*
2451  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2452  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2453  * adding any new load.
2454  */
2455 static unsigned long
2456 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2457 {
2458         int j = 0;
2459
2460         if (!missed_updates)
2461                 return load;
2462
2463         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2464                 return 0;
2465
2466         if (idx == 1)
2467                 return load >> missed_updates;
2468
2469         while (missed_updates) {
2470                 if (missed_updates % 2)
2471                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2472
2473                 missed_updates >>= 1;
2474                 j++;
2475         }
2476         return load;
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2481  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2482  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2483  */
2484 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2485                               unsigned long pending_updates)
2486 {
2487         int i, scale;
2488
2489         this_rq->nr_load_updates++;
2490
2491         /* Update our load: */
2492         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2493         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2494                 unsigned long old_load, new_load;
2495
2496                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2497
2498                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2499                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2500                 new_load = this_load;
2501                 /*
2502                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2503                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2504                  * example.
2505                  */
2506                 if (new_load > old_load)
2507                         new_load += scale - 1;
2508
2509                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2510         }
2511
2512         sched_avg_update(this_rq);
2513 }
2514
2515 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2516 /*
2517  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2518  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2519  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2520  *
2521  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2522  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2523  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2524  * (tick_nohz_idle_exit).
2525  *
2526  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2527  */
2528
2529 /*
2530  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2531  * idle balance.
2532  */
2533 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2534 {
2535         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2536         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2537         unsigned long pending_updates;
2538
2539         /*
2540          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2541          */
2542         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2543                 return;
2544
2545         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2546         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2547
2548         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2553  */
2554 void update_cpu_load_nohz(void)
2555 {
2556         struct rq *this_rq = this_rq();
2557         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2558         unsigned long pending_updates;
2559
2560         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2561                 return;
2562
2563         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2564         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2565         if (pending_updates) {
2566                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2567                 /*
2568                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2569                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2570                  */
2571                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2572         }
2573         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2574 }
2575 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2576
2577 /*
2578  * Called from scheduler_tick()
2579  */
2580 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2581 {
2582         /*
2583          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2584          */
2585         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2586         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2587
2588         calc_load_account_active(this_rq);
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_SMP
2592
2593 /*
2594  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2595  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2596  */
2597 void sched_exec(void)
2598 {
2599         struct task_struct *p = current;
2600         unsigned long flags;
2601         int dest_cpu;
2602
2603         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2604         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2605         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2606                 goto unlock;
2607
2608         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2609                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2610
2611                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2612                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2613                 return;
2614         }
2615 unlock:
2616         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2617 }
2618
2619 #endif
2620
2621 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2622 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2623
2624 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2625 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2626
2627 /*
2628  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2629  * @p in case that task is currently running.
2630  *
2631  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2632  */
2633 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2634 {
2635         u64 ns = 0;
2636
2637         if (task_current(rq, p)) {
2638                 update_rq_clock(rq);
2639                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2640                 if ((s64)ns < 0)
2641                         ns = 0;
2642         }
2643
2644         return ns;
2645 }
2646
2647 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2648 {
2649         unsigned long flags;
2650         struct rq *rq;
2651         u64 ns = 0;
2652
2653         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2654         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2655         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2656
2657         return ns;
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Return accounted runtime for the task.
2662  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2663  * pending runtime that have not been accounted yet.
2664  */
2665 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2666 {
2667         unsigned long flags;
2668         struct rq *rq;
2669         u64 ns = 0;
2670
2671         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2672         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2673         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2674
2675         return ns;
2676 }
2677
2678 /*
2679  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2680  * We call it with interrupts disabled.
2681  */
2682 void scheduler_tick(void)
2683 {
2684         int cpu = smp_processor_id();
2685         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2686         struct task_struct *curr = rq->curr;
2687
2688         sched_clock_tick();
2689
2690         raw_spin_lock(&rq->lock);
2691         update_rq_clock(rq);
2692         update_cpu_load_active(rq);
2693         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2694         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2695
2696         perf_event_task_tick();
2697
2698 #ifdef CONFIG_SMP
2699         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2700         trigger_load_balance(rq, cpu);
2701 #endif
2702 }
2703
2704 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2705 {
2706         if (in_lock_functions(addr)) {
2707                 addr = CALLER_ADDR2;
2708                 if (in_lock_functions(addr))
2709                         addr = CALLER_ADDR3;
2710         }
2711         return addr;
2712 }
2713
2714 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2715                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2716
2717 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2718 {
2719 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2720         /*
2721          * Underflow?
2722          */
2723         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2724                 return;
2725 #endif
2726         preempt_count() += val;
2727 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2728         /*
2729          * Spinlock count overflowing soon?
2730          */
2731         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2732                                 PREEMPT_MASK - 10);
2733 #endif
2734         if (preempt_count() == val)
2735                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2736 }
2737 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2738
2739 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2740 {
2741 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2742         /*
2743          * Underflow?
2744          */
2745         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2746                 return;
2747         /*
2748          * Is the spinlock portion underflowing?
2749          */
2750         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2751                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2752                 return;
2753 #endif
2754
2755         if (preempt_count() == val)
2756                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2757         preempt_count() -= val;
2758 }
2759 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2760
2761 #endif
2762
2763 /*
2764  * Print scheduling while atomic bug:
2765  */
2766 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2767 {
2768         if (oops_in_progress)
2769                 return;
2770
2771         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2772                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2773
2774         debug_show_held_locks(prev);
2775         print_modules();
2776         if (irqs_disabled())
2777                 print_irqtrace_events(prev);
2778         dump_stack();
2779         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2784  */
2785 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2786 {
2787         /*
2788          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2789          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2790          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2791          */
2792         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2793                 __schedule_bug(prev);
2794         rcu_sleep_check();
2795
2796         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2797
2798         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2799 }
2800
2801 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2802 {
2803         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2804                 update_rq_clock(rq);
2805         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Pick up the highest-prio task:
2810  */
2811 static inline struct task_struct *
2812 pick_next_task(struct rq *rq)
2813 {
2814         const struct sched_class *class;
2815         struct task_struct *p;
2816
2817         /*
2818          * Optimization: we know that if all tasks are in
2819          * the fair class we can call that function directly:
2820          */
2821         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2822                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2823                 if (likely(p))
2824                         return p;
2825         }
2826
2827         for_each_class(class) {
2828                 p = class->pick_next_task(rq);
2829                 if (p)
2830                         return p;
2831         }
2832
2833         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2834 }
2835
2836 /*
2837  * __schedule() is the main scheduler function.
2838  *
2839  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2840  *
2841  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2842  *
2843  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2844  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2845  *
2846  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2847  *      interrupt handler scheduler_tick().
2848  *
2849  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2850  *      task to the run-queue and that's it.
2851  *
2852  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2853  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2854  *      called on the nearest possible occasion:
2855  *
2856  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2857  *
2858  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2859  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2860  *           spin_unlock()!)
2861  *
2862  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2863  *           preemptible context
2864  *
2865  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2866  *         then at the next:
2867  *
2868  *          - cond_resched() call
2869  *          - explicit schedule() call
2870  *          - return from syscall or exception to user-space
2871  *          - return from interrupt-handler to user-space
2872  */
2873 static void __sched __schedule(void)
2874 {
2875         struct task_struct *prev, *next;
2876         unsigned long *switch_count;
2877         struct rq *rq;
2878         int cpu;
2879
2880 need_resched:
2881         preempt_disable();
2882         cpu = smp_processor_id();
2883         rq = cpu_rq(cpu);
2884         rcu_note_context_switch(cpu);
2885         prev = rq->curr;
2886
2887         schedule_debug(prev);
2888
2889         if (sched_feat(HRTICK))
2890                 hrtick_clear(rq);
2891
2892         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2893
2894         switch_count = &prev->nivcsw;
2895         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2896                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2897                         prev->state = TASK_RUNNING;
2898                 } else {
2899                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2900                         prev->on_rq = 0;
2901
2902                         /*
2903                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2904                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2905                          * concurrency.
2906                          */
2907                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2908                                 struct task_struct *to_wakeup;
2909
2910                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2911                                 if (to_wakeup)
2912                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2913                         }
2914                 }
2915                 switch_count = &prev->nvcsw;
2916         }
2917
2918         pre_schedule(rq, prev);
2919
2920         if (unlikely(!rq->nr_running))
2921                 idle_balance(cpu, rq);
2922
2923         put_prev_task(rq, prev);
2924         next = pick_next_task(rq);
2925         clear_tsk_need_resched(prev);
2926         rq->skip_clock_update = 0;
2927
2928         if (likely(prev != next)) {
2929                 rq->nr_switches++;
2930                 rq->curr = next;
2931                 ++*switch_count;
2932
2933                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2934                 /*
2935                  * The context switch have flipped the stack from under us
2936                  * and restored the local variables which were saved when
2937                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2938                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2939                  */
2940                 cpu = smp_processor_id();
2941                 rq = cpu_rq(cpu);
2942         } else
2943                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2944
2945         post_schedule(rq);
2946
2947         sched_preempt_enable_no_resched();
2948         if (need_resched())
2949                 goto need_resched;
2950 }
2951
2952 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2953 {
2954         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2955                 return;
2956         /*
2957          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2958          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2959          */
2960         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2961                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2962 }
2963
2964 asmlinkage void __sched schedule(void)
2965 {
2966         struct task_struct *tsk = current;
2967
2968         sched_submit_work(tsk);
2969         __schedule();
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2972
2973 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2974 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2975 {
2976         /*
2977          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2978          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2979          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2980          * we find a better solution.
2981          */
2982         user_exit();
2983         schedule();
2984         user_enter();
2985 }
2986 #endif
2987
2988 /**
2989  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2990  *
2991  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2992  */
2993 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2994 {
2995         sched_preempt_enable_no_resched();
2996         schedule();
2997         preempt_disable();
2998 }
2999
3000 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3001
3002 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3003 {
3004         if (lock->owner != owner)
3005                 return false;
3006
3007         /*
3008          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3009          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3010          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3011          * ensures the memory stays valid.
3012          */
3013         barrier();
3014
3015         return owner->on_cpu;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3020  * access and not reliable.
3021  */
3022 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3023 {
3024         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3025                 return 0;
3026
3027         rcu_read_lock();
3028         while (owner_running(lock, owner)) {
3029                 if (need_resched())
3030                         break;
3031
3032                 arch_mutex_cpu_relax();
3033         }
3034         rcu_read_unlock();
3035
3036         /*
3037          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3038          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3039          * success only when lock->owner is NULL.
3040          */
3041         return lock->owner == NULL;
3042 }
3043 #endif
3044
3045 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3046 /*
3047  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3048  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3049  * occur there and call schedule directly.
3050  */
3051 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3052 {
3053         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3054
3055         /*
3056          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3057          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3058          */
3059         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3060                 return;
3061
3062         do {
3063                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3064                 __schedule();
3065                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3066
3067                 /*
3068                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3069                  * between schedule and now.
3070                  */
3071                 barrier();
3072         } while (need_resched());
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3075
3076 /*
3077  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3078  * off of irq context.
3079  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3080  * protect us against recursive calling from irq.
3081  */
3082 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3083 {
3084         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3085
3086         /* Catch callers which need to be fixed */
3087         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3088
3089         user_exit();
3090         do {
3091                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3092                 local_irq_enable();
3093                 __schedule();
3094                 local_irq_disable();
3095                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3096
3097                 /*
3098                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3099                  * between schedule and now.
3100                  */
3101                 barrier();
3102         } while (need_resched());
3103 }
3104
3105 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3106
3107 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3108                           void *key)
3109 {
3110         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3111 }
3112 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3113
3114 /*
3115  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3116  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3117  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3118  *
3119  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3120  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3121  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3122  */
3123 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3124                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3125 {
3126         wait_queue_t *curr, *next;
3127
3128         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3129                 unsigned flags = curr->flags;
3130
3131                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3132                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3133                         break;
3134         }
3135 }
3136
3137 /**
3138  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3139  * @q: the waitqueue
3140  * @mode: which threads
3141  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3142  * @key: is directly passed to the wakeup function
3143  *
3144  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3145  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3146  */
3147 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3148                         int nr_exclusive, void *key)
3149 {
3150         unsigned long flags;
3151
3152         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3153         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3154         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3155 }
3156 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3157
3158 /*
3159  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3160  */
3161 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3162 {
3163         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3164 }
3165 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3166
3167 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3168 {
3169         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3170 }
3171 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3172
3173 /**
3174  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3175  * @q: the waitqueue
3176  * @mode: which threads
3177  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3178  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3179  *
3180  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3181  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3182  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3183  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3184  *
3185  * On UP it can prevent extra preemption.
3186  *
3187  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3188  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3189  */
3190 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3191                         int nr_exclusive, void *key)
3192 {
3193         unsigned long flags;
3194         int wake_flags = WF_SYNC;
3195
3196         if (unlikely(!q))
3197                 return;
3198
3199         if (unlikely(!nr_exclusive))
3200                 wake_flags = 0;
3201
3202         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3203         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3204         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3207
3208 /*
3209  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3210  */
3211 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3212 {
3213         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3216
3217 /**
3218  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3219  * @x:  holds the state of this particular completion
3220  *
3221  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3222  * awakened in the same order in which they were queued.
3223  *
3224  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3225  *
3226  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3227  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3228  */
3229 void complete(struct completion *x)
3230 {
3231         unsigned long flags;
3232
3233         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3234         x->done++;
3235         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3236         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3237 }
3238 EXPORT_SYMBOL(complete);
3239
3240 /**
3241  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3242  * @x:  holds the state of this particular completion
3243  *
3244  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3245  *
3246  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3247  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3248  */
3249 void complete_all(struct completion *x)
3250 {
3251         unsigned long flags;
3252
3253         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3254         x->done += UINT_MAX/2;
3255         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3256         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3259
3260 static inline long __sched
3261 do_wait_for_common(struct completion *x,
3262                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3263 {
3264         if (!x->done) {
3265                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3266
3267                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3268                 do {
3269                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3270                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3271                                 break;
3272                         }
3273                         __set_current_state(state);
3274                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3275                         timeout = action(timeout);
3276                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3277                 } while (!x->done && timeout);
3278                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3279                 if (!x->done)
3280                         return timeout;
3281         }
3282         x->done--;
3283         return timeout ?: 1;
3284 }
3285
3286 static inline long __sched
3287 __wait_for_common(struct completion *x,
3288                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3289 {
3290         might_sleep();
3291
3292         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3293         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3294         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3295         return timeout;
3296 }
3297
3298 static long __sched
3299 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3300 {
3301         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3302 }
3303
3304 static long __sched
3305 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3306 {
3307         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3308 }
3309
3310 /**
3311  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3312  * @x:  holds the state of this particular completion
3313  *
3314  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3315  * interruptible and there is no timeout.
3316  *
3317  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3318  * and interrupt capability. Also see complete().
3319  */
3320 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3321 {
3322         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3323 }
3324 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3325
3326 /**
3327  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3328  * @x:  holds the state of this particular completion
3329  * @timeout:  timeout value in jiffies
3330  *
3331  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3332  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3333  * interruptible.
3334  *
3335  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3336  * jiffies left till timeout) if completed.
3337  */
3338 unsigned long __sched
3339 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3340 {
3341         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3342 }
3343 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3344
3345 /**
3346  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3347  * @x:  holds the state of this particular completion
3348  *
3349  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3350  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3351  * for IO.
3352  */
3353 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3354 {
3355         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3356 }
3357 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3358
3359 /**
3360  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3361  * @x:  holds the state of this particular completion
3362  * @timeout:  timeout value in jiffies
3363  *
3364  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3365  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3366  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3367  *
3368  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3369  * jiffies left till timeout) if completed.
3370  */
3371 unsigned long __sched
3372 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3373 {
3374         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3377
3378 /**
3379  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3380  * @x:  holds the state of this particular completion
3381  *
3382  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3383  * interruptible.
3384  *
3385  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3386  */
3387 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3388 {
3389         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3390         if (t == -ERESTARTSYS)
3391                 return t;
3392         return 0;
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3395
3396 /**
3397  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3398  * @x:  holds the state of this particular completion
3399  * @timeout:  timeout value in jiffies
3400  *
3401  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3402  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3403  *
3404  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3405  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3406  */
3407 long __sched
3408 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3409                                           unsigned long timeout)
3410 {
3411         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3414
3415 /**
3416  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3417  * @x:  holds the state of this particular completion
3418  *
3419  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3420  * interrupted by a kill signal.
3421  *
3422  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3423  */
3424 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3425 {
3426         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3427         if (t == -ERESTARTSYS)
3428                 return t;
3429         return 0;
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3432
3433 /**
3434  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3435  * @x:  holds the state of this particular completion
3436  * @timeout:  timeout value in jiffies
3437  *
3438  * This waits for either a completion of a specific task to be
3439  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3440  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3441  *
3442  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3443  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3444  */
3445 long __sched
3446 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3447                                      unsigned long timeout)
3448 {
3449         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3452
3453 /**
3454  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3455  *      @x:     completion structure
3456  *
3457  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3458  *               1 if a decrement succeeded.
3459  *
3460  *      If a completion is being used as a counting completion,
3461  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3462  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3463  *      is protecting is not available.
3464  */
3465 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3466 {
3467         unsigned long flags;
3468         int ret = 1;
3469
3470         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3471         if (!x->done)
3472                 ret = 0;
3473         else
3474                 x->done--;
3475         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3476         return ret;
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3479
3480 /**
3481  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3482  *      @x:     completion structure
3483  *
3484  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3485  *               1 if there are no waiters.
3486  *
3487  */
3488 bool completion_done(struct completion *x)
3489 {
3490         unsigned long flags;
3491         int ret = 1;
3492
3493         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3494         if (!x->done)
3495                 ret = 0;
3496         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3497         return ret;
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3500
3501 static long __sched
3502 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3503 {
3504         unsigned long flags;
3505         wait_queue_t wait;
3506
3507         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3508
3509         __set_current_state(state);
3510
3511         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3512         __add_wait_queue(q, &wait);
3513         spin_unlock(&q->lock);
3514         timeout = schedule_timeout(timeout);
3515         spin_lock_irq(&q->lock);
3516         __remove_wait_queue(q, &wait);
3517         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3518
3519         return timeout;
3520 }
3521
3522 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3523 {
3524         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3527
3528 long __sched
3529 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3530 {
3531         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3532 }
3533 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3534
3535 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3536 {
3537         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3538 }
3539 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3540
3541 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3542 {
3543         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3544 }
3545 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3546
3547 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3548
3549 /*
3550  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3551  * @p: task
3552  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3553  *
3554  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3555  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3556  *
3557  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3558  */
3559 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3560 {
3561         int oldprio, on_rq, running;
3562         struct rq *rq;
3563         const struct sched_class *prev_class;
3564
3565         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3566
3567         rq = __task_rq_lock(p);
3568
3569         /*
3570          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3571          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3572          *
3573          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3574          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3575          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3576          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3577          * with interrupts disabled and will complete the lock
3578          * protected section without being interrupted. So there is no
3579          * real need to boost.
3580          */
3581         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3582                 WARN_ON(p != rq->curr);
3583                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3584                 goto out_unlock;
3585         }
3586
3587         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3588         oldprio = p->prio;
3589         prev_class = p->sched_class;
3590         on_rq = p->on_rq;
3591         running = task_current(rq, p);
3592         if (on_rq)
3593                 dequeue_task(rq, p, 0);
3594         if (running)
3595                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3596
3597         if (rt_prio(prio))
3598                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3599         else
3600                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3601
3602         p->prio = prio;
3603
3604         if (running)
3605                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3606         if (on_rq)
3607                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3608
3609         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3610 out_unlock:
3611         __task_rq_unlock(rq);
3612 }
3613 #endif
3614 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3615 {
3616         int old_prio, delta, on_rq;
3617         unsigned long flags;
3618         struct rq *rq;
3619
3620         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3621                 return;
3622         /*
3623          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3624          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3625          */
3626         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3627         /*
3628          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3629          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3630          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3631          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3632          */
3633         if (task_has_rt_policy(p)) {
3634                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3635                 goto out_unlock;
3636         }
3637         on_rq = p->on_rq;
3638         if (on_rq)
3639                 dequeue_task(rq, p, 0);
3640
3641         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3642         set_load_weight(p);
3643         old_prio = p->prio;
3644         p->prio = effective_prio(p);
3645         delta = p->prio - old_prio;
3646
3647         if (on_rq) {
3648                 enqueue_task(rq, p, 0);
3649                 /*
3650                  * If the task increased its priority or is running and
3651                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3652                  */
3653                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3654                         resched_task(rq->curr);
3655         }
3656 out_unlock:
3657         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3660
3661 /*
3662  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3663  * @p: task
3664  * @nice: nice value
3665  */
3666 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3667 {
3668         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3669         int nice_rlim = 20 - nice;
3670
3671         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3672                 capable(CAP_SYS_NICE));
3673 }
3674
3675 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3676
3677 /*
3678  * sys_nice - change the priority of the current process.
3679  * @increment: priority increment
3680  *
3681  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3682  * does similar things.
3683  */
3684 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3685 {
3686         long nice, retval;
3687
3688         /*
3689          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3690          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3691          * and we have a single winner.
3692          */
3693         if (increment < -40)
3694                 increment = -40;
3695         if (increment > 40)
3696                 increment = 40;
3697
3698         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3699         if (nice < -20)
3700                 nice = -20;
3701         if (nice > 19)
3702                 nice = 19;
3703
3704         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3705                 return -EPERM;
3706
3707         retval = security_task_setnice(current, nice);
3708         if (retval)
3709                 return retval;
3710
3711         set_user_nice(current, nice);
3712         return 0;
3713 }
3714
3715 #endif
3716
3717 /**
3718  * task_prio - return the priority value of a given task.
3719  * @p: the task in question.
3720  *
3721  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3722  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3723  * around 0, value goes from -16 to +15.
3724  */
3725 int task_prio(const struct task_struct *p)
3726 {
3727         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3728 }
3729
3730 /**
3731  * task_nice - return the nice value of a given task.
3732  * @p: the task in question.
3733  */
3734 int task_nice(const struct task_struct *p)
3735 {
3736         return TASK_NICE(p);
3737 }
3738 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3739
3740 /**
3741  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3742  * @cpu: the processor in question.
3743  */
3744 int idle_cpu(int cpu)
3745 {
3746         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3747
3748         if (rq->curr != rq->idle)
3749                 return 0;
3750
3751         if (rq->nr_running)
3752                 return 0;
3753
3754 #ifdef CONFIG_SMP
3755         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3756                 return 0;
3757 #endif
3758
3759         return 1;
3760 }
3761
3762 /**
3763  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3764  * @cpu: the processor in question.
3765  */
3766 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3767 {
3768         return cpu_rq(cpu)->idle;
3769 }
3770
3771 /**
3772  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3773  * @pid: the pid in question.
3774  */
3775 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3776 {
3777         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3778 }
3779
3780 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3781 static void
3782 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3783 {
3784         p->policy = policy;
3785         p->rt_priority = prio;
3786         p->normal_prio = normal_prio(p);
3787         /* we are holding p->pi_lock already */
3788         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3789         if (rt_prio(p->prio))
3790                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3791         else
3792                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3793         set_load_weight(p);
3794 }
3795
3796 /*
3797  * check the target process has a UID that matches the current process's
3798  */
3799 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3800 {
3801         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3802         bool match;
3803
3804         rcu_read_lock();
3805         pcred = __task_cred(p);
3806         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3807                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3808         rcu_read_unlock();
3809         return match;
3810 }
3811
3812 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3813                                 const struct sched_param *param, bool user)
3814 {
3815         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3816         unsigned long flags;
3817         const struct sched_class *prev_class;
3818         struct rq *rq;
3819         int reset_on_fork;
3820
3821         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3822         BUG_ON(in_interrupt());
3823 recheck:
3824         /* double check policy once rq lock held */
3825         if (policy < 0) {
3826                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3827                 policy = oldpolicy = p->policy;
3828         } else {
3829                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3830                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3831
3832                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3833                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3834                                 policy != SCHED_IDLE)
3835                         return -EINVAL;
3836         }
3837
3838         /*
3839          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3840          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3841          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3842          */
3843         if (param->sched_priority < 0 ||
3844             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3845             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3846                 return -EINVAL;
3847         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3848                 return -EINVAL;
3849
3850         /*
3851          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3852          */
3853         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3854                 if (rt_policy(policy)) {
3855                         unsigned long rlim_rtprio =
3856                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3857
3858                         /* can't set/change the rt policy */
3859                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3860                                 return -EPERM;
3861
3862                         /* can't increase priority */
3863                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3864                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3865                                 return -EPERM;
3866                 }
3867
3868                 /*
3869                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3870                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3871                  */
3872                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3873                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3874                                 return -EPERM;
3875                 }
3876
3877                 /* can't change other user's priorities */
3878                 if (!check_same_owner(p))
3879                         return -EPERM;
3880
3881                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3882                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3883                         return -EPERM;
3884         }
3885
3886         if (user) {
3887                 retval = security_task_setscheduler(p);
3888                 if (retval)
3889                         return retval;
3890         }
3891
3892         /*
3893          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3894          * changing the priority of the task:
3895          *
3896          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3897          * runqueue lock must be held.
3898          */
3899         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3900
3901         /*
3902          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3903          */
3904         if (p == rq->stop) {
3905                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3906                 return -EINVAL;
3907         }
3908
3909         /*
3910          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3911          */
3912         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3913                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3914                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3915                 return 0;
3916         }
3917
3918 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3919         if (user) {
3920                 /*
3921                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3922                  * assigned.
3923                  */
3924                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3925                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3926                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3927                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3928                         return -EPERM;
3929                 }
3930         }
3931 #endif
3932
3933         /* recheck policy now with rq lock held */
3934         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3935                 policy = oldpolicy = -1;
3936                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3937                 goto recheck;
3938         }
3939         on_rq = p->on_rq;
3940         running = task_current(rq, p);
3941         if (on_rq)
3942                 dequeue_task(rq, p, 0);
3943         if (running)
3944                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3945
3946         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3947
3948         oldprio = p->prio;
3949         prev_class = p->sched_class;
3950         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3951
3952         if (running)
3953                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3954         if (on_rq)
3955                 enqueue_task(rq, p, 0);
3956
3957         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3958         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3959
3960         rt_mutex_adjust_pi(p);
3961
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 /**
3966  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3967  * @p: the task in question.
3968  * @policy: new policy.
3969  * @param: structure containing the new RT priority.
3970  *
3971  * NOTE that the task may be already dead.
3972  */
3973 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3974                        const struct sched_param *param)
3975 {
3976         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3977 }
3978 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3979
3980 /**
3981  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3982  * @p: the task in question.
3983  * @policy: new policy.
3984  * @param: structure containing the new RT priority.
3985  *
3986  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3987  * current context has permission.  For example, this is needed in
3988  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3989  * but our caller might not have that capability.
3990  */
3991 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3992                                const struct sched_param *param)
3993 {
3994         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3995 }
3996
3997 static int
3998 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3999 {
4000         struct sched_param lparam;
4001         struct task_struct *p;
4002         int retval;
4003
4004         if (!param || pid < 0)
4005                 return -EINVAL;
4006         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4007                 return -EFAULT;
4008
4009         rcu_read_lock();
4010         retval = -ESRCH;
4011         p = find_process_by_pid(pid);
4012         if (p != NULL)
4013                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4014         rcu_read_unlock();
4015
4016         return retval;
4017 }
4018
4019 /**
4020  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4021  * @pid: the pid in question.
4022  * @policy: new policy.
4023  * @param: structure containing the new RT priority.
4024  */
4025 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4026                 struct sched_param __user *, param)
4027 {
4028         /* negative values for policy are not valid */
4029         if (policy < 0)
4030                 return -EINVAL;
4031
4032         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4033 }
4034
4035 /**
4036  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4037  * @pid: the pid in question.
4038  * @param: structure containing the new RT priority.
4039  */
4040 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4041 {
4042         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4043 }
4044
4045 /**
4046  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4047  * @pid: the pid in question.
4048  */
4049 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4050 {
4051         struct task_struct *p;
4052         int retval;
4053
4054         if (pid < 0)
4055                 return -EINVAL;
4056
4057         retval = -ESRCH;
4058         rcu_read_lock();
4059         p = find_process_by_pid(pid);
4060         if (p) {
4061                 retval = security_task_getscheduler(p);
4062                 if (!retval)
4063                         retval = p->policy
4064                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4065         }
4066         rcu_read_unlock();
4067         return retval;
4068 }
4069
4070 /**
4071  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4072  * @pid: the pid in question.
4073  * @param: structure containing the RT priority.
4074  */
4075 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4076 {
4077         struct sched_param lp;
4078         struct task_struct *p;
4079         int retval;
4080
4081         if (!param || pid < 0)
4082                 return -EINVAL;
4083
4084         rcu_read_lock();
4085         p = find_process_by_pid(pid);
4086         retval = -ESRCH;
4087         if (!p)
4088                 goto out_unlock;
4089
4090         retval = security_task_getscheduler(p);
4091         if (retval)
4092                 goto out_unlock;
4093
4094         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4095         rcu_read_unlock();
4096
4097         /*
4098          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4099          */
4100         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4101
4102         return retval;
4103
4104 out_unlock:
4105         rcu_read_unlock();
4106         return retval;
4107 }
4108
4109 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4110 {
4111         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4112         struct task_struct *p;
4113         int retval;
4114
4115         get_online_cpus();
4116         rcu_read_lock();
4117
4118         p = find_process_by_pid(pid);
4119         if (!p) {
4120                 rcu_read_unlock();
4121                 put_online_cpus();
4122                 return -ESRCH;
4123         }
4124
4125         /* Prevent p going away */
4126         get_task_struct(p);
4127         rcu_read_unlock();
4128
4129         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4130                 retval = -ENOMEM;
4131                 goto out_put_task;
4132         }
4133         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4134                 retval = -ENOMEM;
4135                 goto out_free_cpus_allowed;
4136         }
4137         retval = -EPERM;
4138         if (!check_same_owner(p)) {
4139                 rcu_read_lock();
4140                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4141                         rcu_read_unlock();
4142                         goto out_unlock;
4143                 }
4144                 rcu_read_unlock();
4145         }
4146
4147         retval = security_task_setscheduler(p);
4148         if (retval)
4149                 goto out_unlock;
4150
4151         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4152         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4153 again:
4154         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4155
4156         if (!retval) {
4157                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4158                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4159                         /*
4160                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4161                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4162                          * cpuset's cpus_allowed
4163                          */
4164                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4165                         goto again;
4166                 }
4167         }
4168 out_unlock:
4169         free_cpumask_var(new_mask);
4170 out_free_cpus_allowed:
4171         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4172 out_put_task:
4173         put_task_struct(p);
4174         put_online_cpus();
4175         return retval;
4176 }
4177
4178 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4179                              struct cpumask *new_mask)
4180 {
4181         if (len < cpumask_size())
4182                 cpumask_clear(new_mask);
4183         else if (len > cpumask_size())
4184                 len = cpumask_size();
4185
4186         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4187 }
4188
4189 /**
4190  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4191  * @pid: pid of the process
4192  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4193  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4194  */
4195 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4196                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4197 {
4198         cpumask_var_t new_mask;
4199         int retval;
4200
4201         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4202                 return -ENOMEM;
4203
4204         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4205         if (retval == 0)
4206                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4207         free_cpumask_var(new_mask);
4208         return retval;
4209 }
4210
4211 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4212 {
4213         struct task_struct *p;
4214         unsigned long flags;
4215         int retval;
4216
4217         get_online_cpus();
4218         rcu_read_lock();
4219
4220         retval = -ESRCH;
4221         p = find_process_by_pid(pid);
4222         if (!p)
4223                 goto out_unlock;
4224
4225         retval = security_task_getscheduler(p);
4226         if (retval)
4227                 goto out_unlock;
4228
4229         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4230         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4231         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4232
4233 out_unlock:
4234         rcu_read_unlock();
4235         put_online_cpus();
4236
4237         return retval;
4238 }
4239
4240 /**
4241  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4242  * @pid: pid of the process
4243  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4244  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4245  */
4246 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4247                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4248 {
4249         int ret;
4250         cpumask_var_t mask;
4251
4252         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4253                 return -EINVAL;
4254         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4255                 return -EINVAL;
4256
4257         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4258                 return -ENOMEM;
4259
4260         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4261         if (ret == 0) {
4262                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4263
4264                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4265                         ret = -EFAULT;
4266                 else
4267                         ret = retlen;
4268         }
4269         free_cpumask_var(mask);
4270
4271         return ret;
4272 }
4273
4274 /**
4275  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4276  *
4277  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4278  * other threads running on this CPU then this function will return.
4279  */
4280 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4281 {
4282         struct rq *rq = this_rq_lock();
4283
4284         schedstat_inc(rq, yld_count);
4285         current->sched_class->yield_task(rq);
4286
4287         /*
4288          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4289          * no need to preempt or enable interrupts:
4290          */
4291         __release(rq->lock);
4292         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4293         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4294         sched_preempt_enable_no_resched();
4295
4296         schedule();
4297
4298         return 0;
4299 }
4300
4301 static inline int should_resched(void)
4302 {
4303         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4304 }
4305
4306 static void __cond_resched(void)
4307 {
4308         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4309         __schedule();
4310         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4311 }
4312
4313 int __sched _cond_resched(void)
4314 {
4315         if (should_resched()) {
4316                 __cond_resched();
4317                 return 1;
4318         }
4319         return 0;
4320 }
4321 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4322
4323 /*
4324  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4325  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4326  *
4327  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4328  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4329  * spin_unlock(), once by hand).
4330  */
4331 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4332 {
4333         int resched = should_resched();
4334         int ret = 0;
4335
4336         lockdep_assert_held(lock);
4337
4338         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4339                 spin_unlock(lock);
4340                 if (resched)
4341                         __cond_resched();
4342                 else
4343                         cpu_relax();
4344                 ret = 1;
4345                 spin_lock(lock);
4346         }
4347         return ret;
4348 }
4349 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4350
4351 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4352 {
4353         BUG_ON(!in_softirq());
4354
4355         if (should_resched()) {
4356                 local_bh_enable();
4357                 __cond_resched();
4358                 local_bh_disable();
4359                 return 1;
4360         }
4361         return 0;
4362 }
4363 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4364
4365 /**
4366  * yield - yield the current processor to other threads.
4367  *
4368  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4369  *
4370  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4371  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4372  * it, its already broken.
4373  *
4374  * Typical broken usage is:
4375  *
4376  * while (!event)
4377  *      yield();
4378  *
4379  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4380  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4381  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4382  *
4383  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4384  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4385  * If you still want to use yield(), do not!
4386  */
4387 void __sched yield(void)
4388 {
4389         set_current_state(TASK_RUNNING);
4390         sys_sched_yield();
4391 }
4392 EXPORT_SYMBOL(yield);
4393
4394 /**
4395  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4396  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4397  * processor it's on.
4398  * @p: target task
4399  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4400  *
4401  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4402  * can't go away on us before we can do any checks.
4403  *
4404  * Returns:
4405  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4406  *      false (0) if we failed to boost the target.
4407  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4408  */
4409 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4410 {
4411         struct task_struct *curr = current;
4412         struct rq *rq, *p_rq;
4413         unsigned long flags;
4414         int yielded = 0;
4415
4416         local_irq_save(flags);
4417         rq = this_rq();
4418
4419 again:
4420         p_rq = task_rq(p);
4421         /*
4422          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4423          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4424          */
4425         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4426                 yielded = -ESRCH;
4427                 goto out_irq;
4428         }
4429
4430         double_rq_lock(rq, p_rq);
4431         while (task_rq(p) != p_rq) {
4432                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4433                 goto again;
4434         }
4435
4436         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4437                 goto out_unlock;
4438
4439         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4440                 goto out_unlock;
4441
4442         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4443                 goto out_unlock;
4444
4445         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4446         if (yielded) {
4447                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4448                 /*
4449                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4450                  * fairness.
4451                  */
4452                 if (preempt && rq != p_rq)
4453                         resched_task(p_rq->curr);
4454         }
4455
4456 out_unlock:
4457         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4458 out_irq:
4459         local_irq_restore(flags);
4460
4461         if (yielded > 0)
4462                 schedule();
4463
4464         return yielded;
4465 }
4466 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4467
4468 /*
4469  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4470  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4471  */
4472 void __sched io_schedule(void)
4473 {
4474         struct rq *rq = raw_rq();
4475
4476         delayacct_blkio_start();
4477         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4478         blk_flush_plug(current);
4479         current->in_iowait = 1;
4480         schedule();
4481         current->in_iowait = 0;
4482         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4483         delayacct_blkio_end();
4484 }
4485 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4486
4487 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4488 {
4489         struct rq *rq = raw_rq();
4490         long ret;
4491
4492         delayacct_blkio_start();
4493         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4494         blk_flush_plug(current);
4495         current->in_iowait = 1;
4496         ret = schedule_timeout(timeout);
4497         current->in_iowait = 0;
4498         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4499         delayacct_blkio_end();
4500         return ret;
4501 }
4502
4503 /**
4504  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4505  * @policy: scheduling class.
4506  *
4507  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4508  * by a given scheduling class.
4509  */
4510 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4511 {
4512         int ret = -EINVAL;
4513
4514         switch (policy) {
4515         case SCHED_FIFO:
4516         case SCHED_RR:
4517                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4518                 break;
4519         case SCHED_NORMAL:
4520         case SCHED_BATCH:
4521         case SCHED_IDLE:
4522                 ret = 0;
4523                 break;
4524         }
4525         return ret;
4526 }
4527
4528 /**
4529  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4530  * @policy: scheduling class.
4531  *
4532  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4533  * by a given scheduling class.
4534  */
4535 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4536 {
4537         int ret = -EINVAL;
4538
4539         switch (policy) {
4540         case SCHED_FIFO:
4541         case SCHED_RR:
4542                 ret = 1;
4543                 break;
4544         case SCHED_NORMAL:
4545         case SCHED_BATCH:
4546         case SCHED_IDLE:
4547                 ret = 0;
4548         }
4549         return ret;
4550 }
4551
4552 /**
4553  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4554  * @pid: pid of the process.
4555  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4556  *
4557  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4558  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4559  */
4560 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4561                 struct timespec __user *, interval)
4562 {
4563         struct task_struct *p;
4564         unsigned int time_slice;
4565         unsigned long flags;
4566         struct rq *rq;
4567         int retval;
4568         struct timespec t;
4569
4570         if (pid < 0)
4571                 return -EINVAL;
4572
4573         retval = -ESRCH;
4574         rcu_read_lock();
4575         p = find_process_by_pid(pid);
4576         if (!p)
4577                 goto out_unlock;
4578
4579         retval = security_task_getscheduler(p);
4580         if (retval)
4581                 goto out_unlock;
4582
4583         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4584         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4585         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4586
4587         rcu_read_unlock();
4588         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4589         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4590         return retval;
4591
4592 out_unlock:
4593         rcu_read_unlock();
4594         return retval;
4595 }
4596
4597 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4598
4599 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4600 {
4601         unsigned long free = 0;
4602         int ppid;
4603         unsigned state;
4604
4605         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4606         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4607                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4608 #if BITS_PER_LONG == 32
4609         if (state == TASK_RUNNING)
4610                 printk(KERN_CONT " running  ");
4611         else
4612                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4613 #else
4614         if (state == TASK_RUNNING)
4615                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4616         else
4617                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4618 #endif
4619 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4620         free = stack_not_used(p);
4621 #endif
4622         rcu_read_lock();
4623         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4624         rcu_read_unlock();
4625         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4626                 task_pid_nr(p), ppid,
4627                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4628
4629         show_stack(p, NULL);
4630 }
4631
4632 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4633 {
4634         struct task_struct *g, *p;
4635
4636 #if BITS_PER_LONG == 32
4637         printk(KERN_INFO
4638                 "  task                PC stack   pid father\n");
4639 #else
4640         printk(KERN_INFO
4641                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4642 #endif
4643         rcu_read_lock();
4644         do_each_thread(g, p) {
4645                 /*
4646                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4647                  * console might take a lot of time:
4648                  */
4649                 touch_nmi_watchdog();
4650                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4651                         sched_show_task(p);
4652         } while_each_thread(g, p);
4653
4654         touch_all_softlockup_watchdogs();
4655
4656 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4657         sysrq_sched_debug_show();
4658 #endif
4659         rcu_read_unlock();
4660         /*
4661          * Only show locks if all tasks are dumped:
4662          */
4663         if (!state_filter)
4664                 debug_show_all_locks();
4665 }
4666
4667 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4668 {
4669         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4670 }
4671
4672 /**
4673  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4674  * @idle: task in question
4675  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4676  *
4677  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4678  * flag, to make booting more robust.
4679  */
4680 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4681 {
4682         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4683         unsigned long flags;
4684
4685         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4686
4687         __sched_fork(idle);
4688         idle->state = TASK_RUNNING;
4689         idle->se.exec_start = sched_clock();
4690
4691         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4692         /*
4693          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4694          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4695          * lockdep check in task_group() will fail.
4696          *
4697          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4698          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4699          *
4700          * Silence PROVE_RCU
4701          */
4702         rcu_read_lock();
4703         __set_task_cpu(idle, cpu);
4704         rcu_read_unlock();
4705
4706         rq->curr = rq->idle = idle;
4707 #if defined(CONFIG_SMP)
4708         idle->on_cpu = 1;
4709 #endif
4710         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4711
4712         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4713         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4714
4715         /*
4716          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4717          */
4718         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4719         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4720         vtime_init_idle(idle);
4721 #if defined(CONFIG_SMP)
4722         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4723 #endif
4724 }
4725
4726 #ifdef CONFIG_SMP
4727 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4728 {
4729         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4730                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4731
4732         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4733         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4734 }
4735
4736 /*
4737  * This is how migration works:
4738  *
4739  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4740  *    stop_one_cpu().
4741  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4742  *    off the CPU)
4743  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4744  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4745  *    it and puts it into the right queue.
4746  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4747  *    is done.
4748  */
4749
4750 /*
4751  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4752  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4753  * is removed from the allowed bitmask.
4754  *
4755  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4756  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4757  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4758  */
4759 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4760 {
4761         unsigned long flags;
4762         struct rq *rq;
4763         unsigned int dest_cpu;
4764         int ret = 0;
4765
4766         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4767
4768         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4769                 goto out;
4770
4771         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4772                 ret = -EINVAL;
4773                 goto out;
4774         }
4775
4776         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4777                 ret = -EINVAL;
4778                 goto out;
4779         }
4780
4781         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4782
4783         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4784         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4785                 goto out;
4786
4787         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4788         if (p->on_rq) {
4789                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4790                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4791                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4792                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4793                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4794                 return 0;
4795         }
4796 out:
4797         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4798
4799         return ret;
4800 }
4801 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4802
4803 /*
4804  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4805  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4806  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4807  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4808  *
4809  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4810  * as the task is no longer on this CPU.
4811  *
4812  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4813  */
4814 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4815 {
4816         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4817         int ret = 0;
4818
4819         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4820                 return ret;
4821
4822         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4823         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4824
4825         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4826         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4827         /* Already moved. */
4828         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4829                 goto done;
4830         /* Affinity changed (again). */
4831         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4832                 goto fail;
4833
4834         /*
4835          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4836          * placed properly.
4837          */
4838         if (p->on_rq) {
4839                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4840                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4841                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4842                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4843         }
4844 done:
4845         ret = 1;
4846 fail:
4847         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4848         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4849         return ret;
4850 }
4851
4852 /*
4853  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4854  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4855  * 'pushing' onto another runqueue.
4856  */
4857 static int migration_cpu_stop(void *data)
4858 {
4859         struct migration_arg *arg = data;
4860
4861         /*
4862          * The original target cpu might have gone down and we might
4863          * be on another cpu but it doesn't matter.
4864          */
4865         local_irq_disable();
4866         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4867         local_irq_enable();
4868         return 0;
4869 }
4870
4871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4872
4873 /*
4874  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4875  * offline.
4876  */
4877 void idle_task_exit(void)
4878 {
4879         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4880
4881         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4882
4883         if (mm != &init_mm)
4884                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4885         mmdrop(mm);
4886 }
4887
4888 /*
4889  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4890  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4891  * nr_active count is stable.
4892  *
4893  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4894  */
4895 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4896 {
4897         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4898         if (delta)
4899                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4900 }
4901
4902 /*
4903  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4904  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4905  *
4906  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4907  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4908  * because of lock validation efforts.
4909  */
4910 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4911 {
4912         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4913         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4914         int dest_cpu;
4915
4916         /*
4917          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4918          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4919          *
4920          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4921          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4922          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4923          * done here.
4924          */
4925         rq->stop = NULL;
4926
4927         for ( ; ; ) {
4928                 /*
4929                  * There's this thread running, bail when that's the only
4930                  * remaining thread.
4931                  */
4932                 if (rq->nr_running == 1)
4933                         break;
4934
4935                 next = pick_next_task(rq);
4936                 BUG_ON(!next);
4937                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4938
4939                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4940                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4941                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4942
4943                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4944
4945                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4946         }
4947
4948         rq->stop = stop;
4949 }
4950
4951 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4952
4953 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4954
4955 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4956         {
4957                 .procname       = "sched_domain",
4958                 .mode           = 0555,
4959         },
4960         {}
4961 };
4962
4963 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4964         {
4965                 .procname       = "kernel",
4966                 .mode           = 0555,
4967                 .child          = sd_ctl_dir,
4968         },
4969         {}
4970 };
4971
4972 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4973 {
4974         struct ctl_table *entry =
4975                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4976
4977         return entry;
4978 }
4979
4980 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4981 {
4982         struct ctl_table *entry;
4983
4984         /*
4985          * In the intermediate directories, both the child directory and
4986          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4987          * will always be set. In the lowest directory the names are
4988          * static strings and all have proc handlers.
4989          */
4990         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4991                 if (entry->child)
4992                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4993                 if (entry->proc_handler == NULL)
4994                         kfree(entry->procname);
4995         }
4996
4997         kfree(*tablep);
4998         *tablep = NULL;
4999 }
5000
5001 static int min_load_idx = 0;
5002 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX;
5003
5004 static void
5005 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5006                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5007                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5008                 bool load_idx)
5009 {
5010         entry->procname = procname;
5011         entry->data = data;
5012         entry->maxlen = maxlen;
5013         entry->mode = mode;
5014         entry->proc_handler = proc_handler;
5015
5016         if (load_idx) {
5017                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5018                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5019         }
5020 }
5021
5022 static struct ctl_table *
5023 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5024 {
5025         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5026
5027         if (table == NULL)
5028                 return NULL;
5029
5030         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5031                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5032         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5033                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5034         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5035                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5036         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5037                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5038         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5039                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5040         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5041                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5042         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5043                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5044         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5045                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5046         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5047                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5048         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5049                 &sd->cache_nice_tries,
5050                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5051         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5052                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5053         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5054                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5055         /* &table[12] is terminator */
5056
5057         return table;
5058 }
5059
5060 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5061 {
5062         struct ctl_table *entry, *table;
5063         struct sched_domain *sd;
5064         int domain_num = 0, i;
5065         char buf[32];
5066
5067         for_each_domain(cpu, sd)
5068                 domain_num++;
5069         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5070         if (table == NULL)
5071                 return NULL;
5072
5073         i = 0;
5074         for_each_domain(cpu, sd) {
5075                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5076                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5077                 entry->mode = 0555;
5078                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5079                 entry++;
5080                 i++;
5081         }
5082         return table;
5083 }
5084
5085 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5086 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5087 {
5088         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5089         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5090         char buf[32];
5091
5092         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5093         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5094
5095         if (entry == NULL)
5096                 return;
5097
5098         for_each_possible_cpu(i) {
5099                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5100                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5101                 entry->mode = 0555;
5102                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5103                 entry++;
5104         }
5105
5106         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5107         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5108 }
5109
5110 /* may be called multiple times per register */
5111 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5112 {
5113         if (sd_sysctl_header)
5114                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5115         sd_sysctl_header = NULL;
5116         if (sd_ctl_dir[0].child)
5117                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5118 }
5119 #else
5120 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5121 {
5122 }
5123 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5124 {
5125 }
5126 #endif
5127
5128 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5129 {
5130         if (!rq->online) {
5131                 const struct sched_class *class;
5132
5133                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5134                 rq->online = 1;
5135
5136                 for_each_class(class) {
5137                         if (class->rq_online)
5138                                 class->rq_online(rq);
5139                 }
5140         }
5141 }
5142
5143 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5144 {
5145         if (rq->online) {
5146                 const struct sched_class *class;
5147
5148                 for_each_class(class) {
5149                         if (class->rq_offline)
5150                                 class->rq_offline(rq);
5151                 }
5152
5153                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5154                 rq->online = 0;
5155         }
5156 }
5157
5158 /*
5159  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5160  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5161  */
5162 static int __cpuinit
5163 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5164 {
5165         int cpu = (long)hcpu;
5166         unsigned long flags;
5167         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5168
5169         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5170
5171         case CPU_UP_PREPARE:
5172                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5173                 break;
5174
5175         case CPU_ONLINE:
5176                 /* Update our root-domain */
5177                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5178                 if (rq->rd) {
5179                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5180
5181                         set_rq_online(rq);
5182                 }
5183                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5184                 break;
5185
5186 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5187         case CPU_DYING:
5188                 sched_ttwu_pending();
5189                 /* Update our root-domain */
5190                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5191                 if (rq->rd) {
5192                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5193                         set_rq_offline(rq);
5194                 }
5195                 migrate_tasks(cpu);
5196                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5197                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5198                 break;
5199
5200         case CPU_DEAD:
5201                 calc_load_migrate(rq);
5202                 break;
5203 #endif
5204         }
5205
5206         update_max_interval();
5207
5208         return NOTIFY_OK;
5209 }
5210
5211 /*
5212  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5213  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5214  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5215  */
5216 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5217         .notifier_call = migration_call,
5218         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5219 };
5220
5221 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5222                                       unsigned long action, void *hcpu)
5223 {
5224         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5225         case CPU_STARTING:
5226         case CPU_DOWN_FAILED:
5227                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5228                 return NOTIFY_OK;
5229         default:
5230                 return NOTIFY_DONE;
5231         }
5232 }
5233
5234 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5235                                         unsigned long action, void *hcpu)
5236 {
5237         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5238         case CPU_DOWN_PREPARE:
5239                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5240                 return NOTIFY_OK;
5241         default:
5242                 return NOTIFY_DONE;
5243         }
5244 }
5245
5246 static int __init migration_init(void)
5247 {
5248         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5249         int err;
5250
5251         /* Initialize migration for the boot CPU */
5252         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5253         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5254         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5255         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5256
5257         /* Register cpu active notifiers */
5258         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5259         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5260
5261         return 0;
5262 }
5263 early_initcall(migration_init);
5264 #endif
5265
5266 #ifdef CONFIG_SMP
5267
5268 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5269
5270 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5271
5272 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5273
5274 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5275 {
5276         sched_debug_enabled = 1;
5277
5278         return 0;
5279 }
5280 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5281
5282 static inline bool sched_debug(void)
5283 {
5284         return sched_debug_enabled;
5285 }
5286
5287 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5288                                   struct cpumask *groupmask)
5289 {
5290         struct sched_group *group = sd->groups;
5291         char str[256];
5292
5293         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5294         cpumask_clear(groupmask);
5295
5296         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5297
5298         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5299                 printk("does not load-balance\n");
5300                 if (sd->parent)
5301                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5302                                         " has parent");
5303                 return -1;
5304         }
5305
5306         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5307
5308         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5309                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5310                                 "CPU%d\n", cpu);
5311         }
5312         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5313                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5314                                 " CPU%d\n", cpu);
5315         }
5316
5317         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5318         do {
5319                 if (!group) {
5320                         printk("\n");
5321                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5322                         break;
5323                 }
5324
5325                 /*
5326                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5327                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5328                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5329                  */
5330                 if (!group->sgp->power_orig) {
5331                         printk(KERN_CONT "\n");
5332                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5333                                         "set\n");
5334                         break;
5335                 }
5336
5337                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5338                         printk(KERN_CONT "\n");
5339                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5340                         break;
5341                 }
5342
5343                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5344                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5345                         printk(KERN_CONT "\n");
5346                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5347                         break;
5348                 }
5349
5350                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5351
5352                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5353
5354                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5355                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5356                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5357                                 group->sgp->power);
5358                 }
5359
5360                 group = group->next;
5361         } while (group != sd->groups);
5362         printk(KERN_CONT "\n");
5363
5364         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5365                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5366
5367         if (sd->parent &&
5368             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5369                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5370                         "of domain->span\n");
5371         return 0;
5372 }
5373
5374 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5375 {
5376         int level = 0;
5377
5378         if (!sched_debug_enabled)
5379                 return;
5380
5381         if (!sd) {
5382                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5383                 return;
5384         }
5385
5386         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5387
5388         for (;;) {
5389                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5390                         break;
5391                 level++;
5392                 sd = sd->parent;
5393                 if (!sd)
5394                         break;
5395         }
5396 }
5397 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5398 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5399 static inline bool sched_debug(void)
5400 {
5401         return false;
5402 }
5403 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5404
5405 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5406 {
5407         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5408                 return 1;
5409
5410         /* Following flags need at least 2 groups */
5411         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5412                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5413                          SD_BALANCE_FORK |
5414                          SD_BALANCE_EXEC |
5415                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5416                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5417                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5418                         return 0;
5419         }
5420
5421         /* Following flags don't use groups */
5422         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5423                 return 0;
5424
5425         return 1;
5426 }
5427
5428 static int
5429 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5430 {
5431         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5432
5433         if (sd_degenerate(parent))
5434                 return 1;
5435
5436         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5437                 return 0;
5438
5439         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5440         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5441                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5442                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5443                                 SD_BALANCE_FORK |
5444                                 SD_BALANCE_EXEC |
5445                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5446                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5447                 if (nr_node_ids == 1)
5448                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5449         }
5450         if (~cflags & pflags)
5451                 return 0;
5452
5453         return 1;
5454 }
5455
5456 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5457 {
5458         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5459
5460         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5461         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5462         free_cpumask_var(rd->online);
5463         free_cpumask_var(rd->span);
5464         kfree(rd);
5465 }
5466
5467 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5468 {
5469         struct root_domain *old_rd = NULL;
5470         unsigned long flags;
5471
5472         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5473
5474         if (rq->rd) {
5475                 old_rd = rq->rd;
5476
5477                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5478                         set_rq_offline(rq);
5479
5480                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5481
5482                 /*
5483                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5484                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5485                  * in this function:
5486                  */
5487                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5488                         old_rd = NULL;
5489         }
5490
5491         atomic_inc(&rd->refcount);
5492         rq->rd = rd;
5493
5494         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5495         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5496                 set_rq_online(rq);
5497
5498         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5499
5500         if (old_rd)
5501                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5502 }
5503
5504 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5505 {
5506         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5507
5508         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5509                 goto out;
5510         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5511                 goto free_span;
5512         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5513                 goto free_online;
5514
5515         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5516                 goto free_rto_mask;
5517         return 0;
5518
5519 free_rto_mask:
5520         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5521 free_online:
5522         free_cpumask_var(rd->online);
5523 free_span:
5524         free_cpumask_var(rd->span);
5525 out:
5526         return -ENOMEM;
5527 }
5528
5529 /*
5530  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5531  * members (mimicking the global state we have today).
5532  */
5533 struct root_domain def_root_domain;
5534
5535 static void init_defrootdomain(void)
5536 {
5537         init_rootdomain(&def_root_domain);
5538
5539         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5540 }
5541
5542 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5543 {
5544         struct root_domain *rd;
5545
5546         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5547         if (!rd)
5548                 return NULL;
5549
5550         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5551                 kfree(rd);
5552                 return NULL;
5553         }
5554
5555         return rd;
5556 }
5557
5558 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5559 {
5560         struct sched_group *tmp, *first;
5561
5562         if (!sg)
5563                 return;
5564
5565         first = sg;
5566         do {
5567                 tmp = sg->next;
5568
5569                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5570                         kfree(sg->sgp);
5571
5572                 kfree(sg);
5573                 sg = tmp;
5574         } while (sg != first);
5575 }
5576
5577 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5578 {
5579         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5580
5581         /*
5582          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5583          * nuke them all.
5584          */
5585         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5586                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5587         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5588                 kfree(sd->groups->sgp);
5589                 kfree(sd->groups);
5590         }
5591         kfree(sd);
5592 }
5593
5594 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5595 {
5596         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5597 }
5598
5599 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5600 {
5601         for (; sd; sd = sd->parent)
5602                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5603 }
5604
5605 /*
5606  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5607  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5608  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5609  *
5610  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5611  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5612  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5613  */
5614 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5615 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5616
5617 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5618 {
5619         struct sched_domain *sd;
5620         int id = cpu;
5621
5622         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5623         if (sd)
5624                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5625
5626         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5627         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5628 }
5629
5630 /*
5631  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5632  * hold the hotplug lock.
5633  */
5634 static void
5635 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5636 {
5637         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5638         struct sched_domain *tmp;
5639
5640         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5641         for (tmp = sd; tmp; ) {
5642                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5643                 if (!parent)
5644                         break;
5645
5646                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5647                         tmp->parent = parent->parent;
5648                         if (parent->parent)
5649                                 parent->parent->child = tmp;
5650                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5651                 } else
5652                         tmp = tmp->parent;
5653         }
5654
5655         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5656                 tmp = sd;
5657                 sd = sd->parent;
5658                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5659                 if (sd)
5660                         sd->child = NULL;
5661         }
5662
5663         sched_domain_debug(sd, cpu);
5664
5665         rq_attach_root(rq, rd);
5666         tmp = rq->sd;
5667         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5668         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5669
5670         update_top_cache_domain(cpu);
5671 }
5672
5673 /* cpus with isolated domains */
5674 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5675
5676 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5677 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5678 {
5679         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5680         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5681         return 1;
5682 }
5683
5684 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5685
5686 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5687 {
5688         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5689 }
5690
5691 struct sd_data {
5692         struct sched_domain **__percpu sd;
5693         struct sched_group **__percpu sg;
5694         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5695 };
5696
5697 struct s_data {
5698         struct sched_domain ** __percpu sd;
5699         struct root_domain      *rd;
5700 };
5701
5702 enum s_alloc {
5703         sa_rootdomain,
5704         sa_sd,
5705         sa_sd_storage,
5706         sa_none,
5707 };
5708
5709 struct sched_domain_topology_level;
5710
5711 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5712 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5713
5714 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5715
5716 struct sched_domain_topology_level {
5717         sched_domain_init_f init;
5718         sched_domain_mask_f mask;
5719         int                 flags;
5720         int                 numa_level;
5721         struct sd_data      data;
5722 };
5723
5724 /*
5725  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5726  * domain traversal.
5727  *
5728  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5729  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5730  * range.
5731  *
5732  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5733  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5734  * cpu they're built on, so check that.
5735  *
5736  */
5737 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5738 {
5739         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5740         struct sd_data *sdd = sd->private;
5741         struct sched_domain *sibling;
5742         int i;
5743
5744         for_each_cpu(i, span) {
5745                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5746                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5747                         continue;
5748
5749                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5750         }
5751 }
5752
5753 /*
5754  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5755  * of this group that's also in the iteration mask.
5756  */
5757 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5758 {
5759         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5760 }
5761
5762 static int
5763 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5764 {
5765         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5766         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5767         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5768         struct sd_data *sdd = sd->private;
5769         struct sched_domain *child;
5770         int i;
5771
5772         cpumask_clear(covered);
5773
5774         for_each_cpu(i, span) {
5775                 struct cpumask *sg_span;
5776
5777                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5778                         continue;
5779
5780                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5781
5782                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5783                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5784                         continue;
5785
5786                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5787                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5788
5789                 if (!sg)
5790                         goto fail;
5791
5792                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5793                 if (child->child) {
5794                         child = child->child;
5795                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5796                 } else
5797                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5798
5799                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5800
5801                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5802                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5803                         build_group_mask(sd, sg);
5804
5805                 /*
5806                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5807                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5808                  * die on a /0 trap.
5809                  */
5810                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5811
5812                 /*
5813                  * Make sure the first group of this domain contains the
5814                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5815                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5816                  */
5817                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5818                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5819                         groups = sg;
5820
5821                 if (!first)
5822                         first = sg;
5823                 if (last)
5824                         last->next = sg;
5825                 last = sg;
5826                 last->next = first;
5827         }
5828         sd->groups = groups;
5829
5830         return 0;
5831
5832 fail:
5833         free_sched_groups(first, 0);
5834
5835         return -ENOMEM;
5836 }
5837
5838 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5839 {
5840         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5841         struct sched_domain *child = sd->child;
5842
5843         if (child)
5844                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5845
5846         if (sg) {
5847                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5848                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5849                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5850         }
5851
5852         return cpu;
5853 }
5854
5855 /*
5856  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5857  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5858  * and ->cpu_power to 0.
5859  *
5860  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5861  */
5862 static int
5863 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5864 {
5865         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5866         struct sd_data *sdd = sd->private;
5867         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5868         struct cpumask *covered;
5869         int i;
5870
5871         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5872         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5873
5874         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5875                 return 0;
5876
5877         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5878         covered = sched_domains_tmpmask;
5879
5880         cpumask_clear(covered);
5881
5882         for_each_cpu(i, span) {
5883                 struct sched_group *sg;
5884                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5885                 int j;
5886
5887                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5888                         continue;
5889
5890                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5891                 sg->sgp->power = 0;
5892                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5893
5894                 for_each_cpu(j, span) {
5895                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5896                                 continue;
5897
5898                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5899                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5900                 }
5901
5902                 if (!first)
5903                         first = sg;
5904                 if (last)
5905                         last->next = sg;
5906                 last = sg;
5907         }
5908         last->next = first;
5909
5910         return 0;
5911 }
5912
5913 /*
5914  * Initialize sched groups cpu_power.
5915  *
5916  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5917  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5918  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5919  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5920  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5921  * less cpu_power.
5922  */
5923 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5924 {
5925         struct sched_group *sg = sd->groups;
5926
5927         WARN_ON(!sd || !sg);
5928
5929         do {
5930                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5931                 sg = sg->next;
5932         } while (sg != sd->groups);
5933
5934         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5935                 return;
5936
5937         update_group_power(sd, cpu);
5938         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5939 }
5940
5941 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5942 {
5943        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5944 }
5945
5946 /*
5947  * Initializers for schedule domains
5948  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5949  */
5950
5951 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5952 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5953 #else
5954 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5955 #endif
5956
5957 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5958 static noinline struct sched_domain *                                   \
5959 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5960 {                                                                       \
5961         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5962         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5963         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5964         sd->private = &tl->data;                                        \
5965         return sd;                                                      \
5966 }
5967
5968 SD_INIT_FUNC(CPU)
5969 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5970  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5971 #endif
5972 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5973  SD_INIT_FUNC(MC)
5974 #endif
5975 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5976  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5977 #endif
5978
5979 static int default_relax_domain_level = -1;
5980 int sched_domain_level_max;
5981
5982 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5983 {
5984         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5985                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5986
5987         return 1;
5988 }
5989 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5990
5991 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5992                                  struct sched_domain_attr *attr)
5993 {
5994         int request;
5995
5996         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5997                 if (default_relax_domain_level < 0)
5998                         return;
5999                 else
6000                         request = default_relax_domain_level;
6001         } else
6002                 request = attr->relax_domain_level;
6003         if (request < sd->level) {
6004                 /* turn off idle balance on this domain */
6005                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6006         } else {
6007                 /* turn on idle balance on this domain */
6008                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6009         }
6010 }
6011
6012 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6013 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6014
6015 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6016                                  const struct cpumask *cpu_map)
6017 {
6018         switch (what) {
6019         case sa_rootdomain:
6020                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6021                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6022         case sa_sd:
6023                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6024         case sa_sd_storage:
6025                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6026         case sa_none:
6027                 break;
6028         }
6029 }
6030
6031 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6032                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6033 {
6034         memset(d, 0, sizeof(*d));
6035
6036         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6037                 return sa_sd_storage;
6038         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6039         if (!d->sd)
6040                 return sa_sd_storage;
6041         d->rd = alloc_rootdomain();
6042         if (!d->rd)
6043                 return sa_sd;
6044         return sa_rootdomain;
6045 }
6046
6047 /*
6048  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6049  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6050  * will not free the data we're using.
6051  */
6052 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6053 {
6054         struct sd_data *sdd = sd->private;
6055
6056         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6057         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6058
6059         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6060                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6061
6062         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6063                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6064 }
6065
6066 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6067 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6068 {
6069         return topology_thread_cpumask(cpu);
6070 }
6071 #endif
6072
6073 /*
6074  * Topology list, bottom-up.
6075  */
6076 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6077 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6078         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6079 #endif
6080 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6081         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6082 #endif
6083 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6084         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6085 #endif
6086         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6087         { NULL, },
6088 };
6089
6090 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6091
6092 #ifdef CONFIG_NUMA
6093
6094 static int sched_domains_numa_levels;
6095 static int *sched_domains_numa_distance;
6096 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6097 static int sched_domains_curr_level;
6098
6099 static inline int sd_local_flags(int level)
6100 {
6101         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6102                 return 0;
6103
6104         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6105 }
6106
6107 static struct sched_domain *
6108 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6109 {
6110         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6111         int level = tl->numa_level;
6112         int sd_weight = cpumask_weight(
6113                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6114
6115         *sd = (struct sched_domain){
6116                 .min_interval           = sd_weight,
6117                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6118                 .busy_factor            = 32,
6119                 .imbalance_pct          = 125,
6120                 .cache_nice_tries       = 2,
6121                 .busy_idx               = 3,
6122                 .idle_idx               = 2,
6123                 .newidle_idx            = 0,
6124                 .wake_idx               = 0,
6125                 .forkexec_idx           = 0,
6126
6127                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6128                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6129                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6130                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6131                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6132                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6133                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6134                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6135                                         | 1*SD_SERIALIZE
6136                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6137                                         | sd_local_flags(level)
6138                                         ,
6139                 .last_balance           = jiffies,
6140                 .balance_interval       = sd_weight,
6141         };
6142         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6143         sd->private = &tl->data;
6144
6145         /*
6146          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6147          */
6148         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6149
6150         return sd;
6151 }
6152
6153 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6154 {
6155         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6156 }
6157
6158 static void sched_numa_warn(const char *str)
6159 {
6160         static int done = false;
6161         int i,j;
6162
6163         if (done)
6164                 return;
6165
6166         done = true;
6167
6168         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6169
6170         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6171                 printk(KERN_WARNING "  ");
6172                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6173                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6174                 printk(KERN_CONT "\n");
6175         }
6176         printk(KERN_WARNING "\n");
6177 }
6178
6179 static bool find_numa_distance(int distance)
6180 {
6181         int i;
6182
6183         if (distance == node_distance(0, 0))
6184                 return true;
6185
6186         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6187                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6188                         return true;
6189         }
6190
6191         return false;
6192 }
6193
6194 static void sched_init_numa(void)
6195 {
6196         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6197         struct sched_domain_topology_level *tl;
6198         int level = 0;
6199         int i, j, k;
6200
6201         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6202         if (!sched_domains_numa_distance)
6203                 return;
6204
6205         /*
6206          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6207          * unique distances in the node_distance() table.
6208          *
6209          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6210          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6211          */
6212         next_distance = curr_distance;
6213         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6214                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6215                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6216                                 int distance = node_distance(i, k);
6217
6218                                 if (distance > curr_distance &&
6219                                     (distance < next_distance ||
6220                                      next_distance == curr_distance))
6221                                         next_distance = distance;
6222
6223                                 /*
6224                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6225                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6226                                  * equally connected to A.
6227                                  */
6228                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6229                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6230
6231                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6232                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6233                         }
6234                         if (next_distance != curr_distance) {
6235                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6236                                 sched_domains_numa_levels = level;
6237                                 curr_distance = next_distance;
6238                         } else break;
6239                 }
6240
6241                 /*
6242                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6243                  */
6244                 if (!sched_debug())
6245                         break;
6246         }
6247         /*
6248          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6249          * identity distance node_distance(i,i).
6250          *
6251          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6252          * numbers.
6253          */
6254
6255         /*
6256          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6257          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6258          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6259          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6260          * in other functions.
6261          *
6262          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6263          */
6264         sched_domains_numa_levels = 0;
6265
6266         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6267         if (!sched_domains_numa_masks)
6268                 return;
6269
6270         /*
6271          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6272          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6273          */
6274         for (i = 0; i < level; i++) {
6275                 sched_domains_numa_masks[i] =
6276                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6277                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6278                         return;
6279
6280                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6281                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6282                         if (!mask)
6283                                 return;
6284
6285                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6286
6287                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6288                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6289                                         continue;
6290
6291                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6292                         }
6293                 }
6294         }
6295
6296         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6297                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6298         if (!tl)
6299                 return;
6300
6301         /*
6302          * Copy the default topology bits..
6303          */
6304         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6305                 tl[i] = default_topology[i];
6306
6307         /*
6308          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6309          */
6310         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6311                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6312                         .init = sd_numa_init,
6313                         .mask = sd_numa_mask,
6314                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6315                         .numa_level = j,
6316                 };
6317         }
6318
6319         sched_domain_topology = tl;
6320
6321         sched_domains_numa_levels = level;
6322 }
6323
6324 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6325 {
6326         int i, j;
6327         int node = cpu_to_node(cpu);
6328
6329         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6330                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6331                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6332                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6333                 }
6334         }
6335 }
6336
6337 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6338 {
6339         int i, j;
6340         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6341                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6342                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6343         }
6344 }
6345
6346 /*
6347  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6348  * are onlined.
6349  */
6350 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6351                                            unsigned long action,
6352                                            void *hcpu)
6353 {
6354         int cpu = (long)hcpu;
6355
6356         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6357         case CPU_ONLINE:
6358                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6359                 break;
6360
6361         case CPU_DEAD:
6362                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6363                 break;
6364
6365         default:
6366                 return NOTIFY_DONE;
6367         }
6368
6369         return NOTIFY_OK;
6370 }
6371 #else
6372 static inline void sched_init_numa(void)
6373 {
6374 }
6375
6376 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6377                                            unsigned long action,
6378                                            void *hcpu)
6379 {
6380         return 0;
6381 }
6382 #endif /* CONFIG_NUMA */
6383
6384 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6385 {
6386         struct sched_domain_topology_level *tl;
6387         int j;
6388
6389         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6390                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6391
6392                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6393                 if (!sdd->sd)
6394                         return -ENOMEM;
6395
6396                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6397                 if (!sdd->sg)
6398                         return -ENOMEM;
6399
6400                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6401                 if (!sdd->sgp)
6402                         return -ENOMEM;
6403
6404                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6405                         struct sched_domain *sd;
6406                         struct sched_group *sg;
6407                         struct sched_group_power *sgp;
6408
6409                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6410                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6411                         if (!sd)
6412                                 return -ENOMEM;
6413
6414                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6415
6416                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6417                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6418                         if (!sg)
6419                                 return -ENOMEM;
6420
6421                         sg->next = sg;
6422
6423                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6424
6425                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6426                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6427                         if (!sgp)
6428                                 return -ENOMEM;
6429
6430                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6431                 }
6432         }
6433
6434         return 0;
6435 }
6436
6437 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6438 {
6439         struct sched_domain_topology_level *tl;
6440         int j;
6441
6442         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6443                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6444
6445                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6446                         struct sched_domain *sd;
6447
6448                         if (sdd->sd) {
6449                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6450                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6451                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6452                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6453                         }
6454
6455                         if (sdd->sg)
6456                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6457                         if (sdd->sgp)
6458                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6459                 }
6460                 free_percpu(sdd->sd);
6461                 sdd->sd = NULL;
6462                 free_percpu(sdd->sg);
6463                 sdd->sg = NULL;
6464                 free_percpu(sdd->sgp);
6465                 sdd->sgp = NULL;
6466         }
6467 }
6468
6469 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6470                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6471                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6472                 int cpu)
6473 {
6474         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6475         if (!sd)
6476                 return child;
6477
6478         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6479         if (child) {
6480                 sd->level = child->level + 1;
6481                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6482                 child->parent = sd;
6483         }
6484         sd->child = child;
6485         set_domain_attribute(sd, attr);
6486
6487         return sd;
6488 }
6489
6490 /*
6491  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6492  * to the individual cpus
6493  */
6494 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6495                                struct sched_domain_attr *attr)
6496 {
6497         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6498         struct sched_domain *sd;
6499         struct s_data d;
6500         int i, ret = -ENOMEM;
6501
6502         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6503         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6504                 goto error;
6505
6506         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6507         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6508                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6509
6510                 sd = NULL;
6511                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6512                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6513                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6514                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6515                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6516                                 break;
6517                 }
6518
6519                 while (sd->child)
6520                         sd = sd->child;
6521
6522                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6523         }
6524
6525         /* Build the groups for the domains */
6526         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6527                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6528                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6529                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6530                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6531                                         goto error;
6532                         } else {
6533                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6534                                         goto error;
6535                         }
6536                 }
6537         }
6538
6539         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6540         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6541                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6542                         continue;
6543
6544                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6545                         claim_allocations(i, sd);
6546                         init_sched_groups_power(i, sd);
6547                 }
6548         }
6549
6550         /* Attach the domains */
6551         rcu_read_lock();
6552         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6553                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6554                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6555         }
6556         rcu_read_unlock();
6557
6558         ret = 0;
6559 error:
6560         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6561         return ret;
6562 }
6563
6564 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6565 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6566 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6567                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6568
6569 /*
6570  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6571  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6572  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6573  */
6574 static cpumask_var_t fallback_doms;
6575
6576 /*
6577  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6578  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6579  * or 0 if it stayed the same.
6580  */
6581 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6582 {
6583         return 0;
6584 }
6585
6586 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6587 {
6588         int i;
6589         cpumask_var_t *doms;
6590
6591         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6592         if (!doms)
6593                 return NULL;
6594         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6595                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6596                         free_sched_domains(doms, i);
6597                         return NULL;
6598                 }
6599         }
6600         return doms;
6601 }
6602
6603 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6604 {
6605         unsigned int i;
6606         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6607                 free_cpumask_var(doms[i]);
6608         kfree(doms);
6609 }
6610
6611 /*
6612  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6613  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6614  * exclude other special cases in the future.
6615  */
6616 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6617 {
6618         int err;
6619
6620         arch_update_cpu_topology();
6621         ndoms_cur = 1;
6622         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6623         if (!doms_cur)
6624                 doms_cur = &fallback_doms;
6625         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6626         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6627         register_sched_domain_sysctl();
6628
6629         return err;
6630 }
6631
6632 /*
6633  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6634  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6635  */
6636 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6637 {
6638         int i;
6639
6640         rcu_read_lock();
6641         for_each_cpu(i, cpu_map)
6642                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6643         rcu_read_unlock();
6644 }
6645
6646 /* handle null as "default" */
6647 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6648                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6649 {
6650         struct sched_domain_attr tmp;
6651
6652         /* fast path */
6653         if (!new && !cur)
6654                 return 1;
6655
6656         tmp = SD_ATTR_INIT;
6657         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6658                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6659                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6660 }
6661
6662 /*
6663  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6664  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6665  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6666  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6667  *
6668  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6669  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6670  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6671  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6672  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6673  * it as it is.
6674  *
6675  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6676  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6677  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6678  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6679  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6680  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6681  *
6682  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6683  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6684  * and it will not create the default domain.
6685  *
6686  * Call with hotplug lock held
6687  */
6688 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6689                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6690 {
6691         int i, j, n;
6692         int new_topology;
6693
6694         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6695
6696         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6697         unregister_sched_domain_sysctl();
6698
6699         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6700         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6701
6702         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6703
6704         /* Destroy deleted domains */
6705         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6706                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6707                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6708                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6709                                 goto match1;
6710                 }
6711                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6712                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6713 match1:
6714                 ;
6715         }
6716
6717         if (doms_new == NULL) {
6718                 ndoms_cur = 0;
6719                 doms_new = &fallback_doms;
6720                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6721                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6722         }
6723
6724         /* Build new domains */
6725         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6726                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6727                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6728                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6729                                 goto match2;
6730                 }
6731                 /* no match - add a new doms_new */
6732                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6733 match2:
6734                 ;
6735         }
6736
6737         /* Remember the new sched domains */
6738         if (doms_cur != &fallback_doms)
6739                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6740         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6741         doms_cur = doms_new;
6742         dattr_cur = dattr_new;
6743         ndoms_cur = ndoms_new;
6744
6745         register_sched_domain_sysctl();
6746
6747         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6748 }
6749
6750 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6751
6752 /*
6753  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6754  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6755  * around partition_sched_domains().
6756  *
6757  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6758  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6759  */
6760 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6761                              void *hcpu)
6762 {
6763         switch (action) {
6764         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6765         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6766
6767                 /*
6768                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6769                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6770                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6771                  * domain, ignoring cpusets.
6772                  */
6773                 num_cpus_frozen--;
6774                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6775                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6776                         break;
6777                 }
6778
6779                 /*
6780                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6781                  * restore the original sched domains by considering the
6782                  * cpuset configurations.
6783                  */
6784
6785         case CPU_ONLINE:
6786         case CPU_DOWN_FAILED:
6787                 cpuset_update_active_cpus(true);
6788                 break;
6789         default:
6790                 return NOTIFY_DONE;
6791         }
6792         return NOTIFY_OK;
6793 }
6794
6795 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6796                                void *hcpu)
6797 {
6798         switch (action) {
6799         case CPU_DOWN_PREPARE:
6800                 cpuset_update_active_cpus(false);
6801                 break;
6802         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6803                 num_cpus_frozen++;
6804                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6805                 break;
6806         default:
6807                 return NOTIFY_DONE;
6808         }
6809         return NOTIFY_OK;
6810 }
6811
6812 void __init sched_init_smp(void)
6813 {
6814         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6815
6816         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6817         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6818
6819         sched_init_numa();
6820
6821         get_online_cpus();
6822         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6823         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6824         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6825         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6826                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6827         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6828         put_online_cpus();
6829
6830         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6831         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6832         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6833
6834         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6835         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6836
6837         init_hrtick();
6838
6839         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6840         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6841                 BUG();
6842         sched_init_granularity();
6843         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6844
6845         init_sched_rt_class();
6846 }
6847 #else
6848 void __init sched_init_smp(void)
6849 {
6850         sched_init_granularity();
6851 }
6852 #endif /* CONFIG_SMP */
6853
6854 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6855
6856 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6857 {
6858         return in_lock_functions(addr) ||
6859                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6860                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6861 }
6862
6863 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6864 struct task_group root_task_group;
6865 LIST_HEAD(task_groups);
6866 #endif
6867
6868 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6869
6870 void __init sched_init(void)
6871 {
6872         int i, j;
6873         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6874
6875 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6876         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6877 #endif
6878 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6879         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6880 #endif
6881 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6882         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6883 #endif
6884         if (alloc_size) {
6885                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6886
6887 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6888                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6889                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6890
6891                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6892                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6893
6894 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6895 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6896                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6897                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6898
6899                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6900                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6901
6902 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6903 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6904                 for_each_possible_cpu(i) {
6905                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6906                         ptr += cpumask_size();
6907                 }
6908 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6909         }
6910
6911 #ifdef CONFIG_SMP
6912         init_defrootdomain();
6913 #endif
6914
6915         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6916                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6917
6918 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6919         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6920                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6921 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6922
6923 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6924         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6925         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6926         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6927         autogroup_init(&init_task);
6928
6929 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6930
6931 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6932         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6933         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6934         /* Too early, not expected to fail */
6935         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6936 #endif
6937         for_each_possible_cpu(i) {
6938                 struct rq *rq;
6939
6940                 rq = cpu_rq(i);
6941                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6942                 rq->nr_running = 0;
6943                 rq->calc_load_active = 0;
6944                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6945                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6946                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6947 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6948                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6949                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6950                 /*
6951                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6952                  *
6953                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6954                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6955                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6956                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6957                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6958                  * (se->load.weight).
6959                  *
6960                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6961                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6962                  * then A0's share of the cpu resource is:
6963                  *
6964                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6965                  *
6966                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6967                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6968                  */
6969                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6970                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6971 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6972
6973                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6974 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6975                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6976                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6977 #endif
6978
6979                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6980                         rq->cpu_load[j] = 0;
6981
6982                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6983
6984 #ifdef CONFIG_SMP
6985                 rq->sd = NULL;
6986                 rq->rd = NULL;
6987                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6988                 rq->post_schedule = 0;
6989                 rq->active_balance = 0;
6990                 rq->next_balance = jiffies;
6991                 rq->push_cpu = 0;
6992                 rq->cpu = i;
6993                 rq->online = 0;
6994                 rq->idle_stamp = 0;
6995                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6996
6997                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6998
6999                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7000 #ifdef CONFIG_NO_HZ
7001                 rq->nohz_flags = 0;
7002 #endif
7003 #endif
7004                 init_rq_hrtick(rq);
7005                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7006         }
7007
7008         set_load_weight(&init_task);
7009
7010 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7011         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7012 #endif
7013
7014 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7015         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7016 #endif
7017
7018         /*
7019          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7020          */
7021         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7022         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7023
7024         /*
7025          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7026          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7027          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7028          * when this runqueue becomes "idle".
7029          */
7030         init_idle(current, smp_processor_id());
7031
7032         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7033
7034         /*
7035          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7036          */
7037         current->sched_class = &fair_sched_class;
7038
7039 #ifdef CONFIG_SMP
7040         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7041         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7042         if (cpu_isolated_map == NULL)
7043                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7044         idle_thread_set_boot_cpu();
7045 #endif
7046         init_sched_fair_class();
7047
7048         scheduler_running = 1;
7049 }
7050
7051 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7052 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7053 {
7054         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7055
7056         return (nested == preempt_offset);
7057 }
7058
7059 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7060 {
7061         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7062
7063         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7064         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7065             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7066                 return;
7067         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7068                 return;
7069         prev_jiffy = jiffies;
7070
7071         printk(KERN_ERR
7072                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7073                         file, line);
7074         printk(KERN_ERR
7075                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7076                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7077                         current->pid, current->comm);
7078
7079         debug_show_held_locks(current);
7080         if (irqs_disabled())
7081                 print_irqtrace_events(current);
7082         dump_stack();
7083 }
7084 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7085 #endif
7086
7087 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7088 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7089 {
7090         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7091         int old_prio = p->prio;
7092         int on_rq;
7093
7094         on_rq = p->on_rq;
7095         if (on_rq)
7096                 dequeue_task(rq, p, 0);
7097         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7098         if (on_rq) {
7099                 enqueue_task(rq, p, 0);
7100                 resched_task(rq->curr);
7101         }
7102
7103         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7104 }
7105
7106 void normalize_rt_tasks(void)
7107 {
7108         struct task_struct *g, *p;
7109         unsigned long flags;
7110         struct rq *rq;
7111
7112         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7113         do_each_thread(g, p) {
7114                 /*
7115                  * Only normalize user tasks:
7116                  */
7117                 if (!p->mm)
7118                         continue;
7119
7120                 p->se.exec_start                = 0;
7121 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7122                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7123                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7124                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7125 #endif
7126
7127                 if (!rt_task(p)) {
7128                         /*
7129                          * Renice negative nice level userspace
7130                          * tasks back to 0:
7131                          */
7132                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7133                                 set_user_nice(p, 0);
7134                         continue;
7135                 }
7136
7137                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7138                 rq = __task_rq_lock(p);
7139
7140                 normalize_task(rq, p);
7141
7142                 __task_rq_unlock(rq);
7143                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7144         } while_each_thread(g, p);
7145
7146         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7147 }
7148
7149 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7150
7151 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7152 /*
7153  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7154  *
7155  * They can only be called when the whole system has been
7156  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7157  * activity can take place. Using them for anything else would
7158  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7159  * under any other configuration.
7160  */
7161
7162 /**
7163  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7164  * @cpu: the processor in question.
7165  *
7166  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7167  */
7168 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7169 {
7170         return cpu_curr(cpu);
7171 }
7172
7173 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7174
7175 #ifdef CONFIG_IA64
7176 /**
7177  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7178  * @cpu: the processor in question.
7179  * @p: the task pointer to set.
7180  *
7181  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7182  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7183  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7184  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7185  * and caller must save the original value of the current task (see
7186  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7187  * re-starting the system.
7188  *
7189  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7190  */
7191 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7192 {
7193         cpu_curr(cpu) = p;
7194 }
7195
7196 #endif
7197
7198 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7199 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7200 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7201
7202 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7203 {
7204         free_fair_sched_group(tg);
7205         free_rt_sched_group(tg);
7206         autogroup_free(tg);
7207         kfree(tg);
7208 }
7209
7210 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7211 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7212 {
7213         struct task_group *tg;
7214
7215         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7216         if (!tg)
7217                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7218
7219         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7220                 goto err;
7221
7222         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7223                 goto err;
7224
7225         return tg;
7226
7227 err:
7228         free_sched_group(tg);
7229         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7230 }
7231
7232 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7233 {
7234         unsigned long flags;
7235
7236         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7237         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7238
7239         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7240
7241         tg->parent = parent;
7242         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7243         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7244         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7245 }
7246
7247 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7248 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7249 {
7250         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7251         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7252 }
7253
7254 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7255 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7256 {
7257         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7258         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7259 }
7260
7261 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7262 {
7263         unsigned long flags;
7264         int i;
7265
7266         /* end participation in shares distribution */
7267         for_each_possible_cpu(i)
7268                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7269
7270         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7271         list_del_rcu(&tg->list);
7272         list_del_rcu(&tg->siblings);
7273         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7274 }
7275
7276 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7277  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7278  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7279  *      reflect its new group.
7280  */
7281 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7282 {
7283         struct task_group *tg;
7284         int on_rq, running;
7285         unsigned long flags;
7286         struct rq *rq;
7287
7288         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7289
7290         running = task_current(rq, tsk);
7291         on_rq = tsk->on_rq;
7292
7293         if (on_rq)
7294                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7295         if (unlikely(running))
7296                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7297
7298         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7299                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7300                           struct task_group, css);
7301         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7302         tsk->sched_task_group = tg;
7303
7304 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7305         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7306                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7307         else
7308 #endif
7309                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7310
7311         if (unlikely(running))
7312                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7313         if (on_rq)
7314                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7315
7316         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7317 }
7318 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7319
7320 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7321 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7322 {
7323         if (runtime == RUNTIME_INF)
7324                 return 1ULL << 20;
7325
7326         return div64_u64(runtime << 20, period);
7327 }
7328 #endif
7329
7330 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7331 /*
7332  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7333  */
7334 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7335
7336 /* Must be called with tasklist_lock held */
7337 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7338 {
7339         struct task_struct *g, *p;
7340
7341         do_each_thread(g, p) {
7342                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7343                         return 1;
7344         } while_each_thread(g, p);
7345
7346         return 0;
7347 }
7348
7349 struct rt_schedulable_data {
7350         struct task_group *tg;
7351         u64 rt_period;
7352         u64 rt_runtime;
7353 };
7354
7355 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7356 {
7357         struct rt_schedulable_data *d = data;
7358         struct task_group *child;
7359         unsigned long total, sum = 0;
7360         u64 period, runtime;
7361
7362         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7363         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7364
7365         if (tg == d->tg) {
7366                 period = d->rt_period;
7367                 runtime = d->rt_runtime;
7368         }
7369
7370         /*
7371          * Cannot have more runtime than the period.
7372          */
7373         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7374                 return -EINVAL;
7375
7376         /*
7377          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7378          */
7379         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7380                 return -EBUSY;
7381
7382         total = to_ratio(period, runtime);
7383
7384         /*
7385          * Nobody can have more than the global setting allows.
7386          */
7387         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7388                 return -EINVAL;
7389
7390         /*
7391          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7392          */
7393         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7394                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7395                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7396
7397                 if (child == d->tg) {
7398                         period = d->rt_period;
7399                         runtime = d->rt_runtime;
7400                 }
7401
7402                 sum += to_ratio(period, runtime);
7403         }
7404
7405         if (sum > total)
7406                 return -EINVAL;
7407
7408         return 0;
7409 }
7410
7411 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7412 {
7413         int ret;
7414
7415         struct rt_schedulable_data data = {
7416                 .tg = tg,
7417                 .rt_period = period,
7418                 .rt_runtime = runtime,
7419         };
7420
7421         rcu_read_lock();
7422         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7423         rcu_read_unlock();
7424
7425         return ret;
7426 }
7427
7428 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7429                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7430 {
7431         int i, err = 0;
7432
7433         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7434         read_lock(&tasklist_lock);
7435         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7436         if (err)
7437                 goto unlock;
7438
7439         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7440         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7441         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7442
7443         for_each_possible_cpu(i) {
7444                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7445
7446                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7447                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7448                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7449         }
7450         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7451 unlock:
7452         read_unlock(&tasklist_lock);
7453         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7454
7455         return err;
7456 }
7457
7458 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7459 {
7460         u64 rt_runtime, rt_period;
7461
7462         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7463         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7464         if (rt_runtime_us < 0)
7465                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7466
7467         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7468 }
7469
7470 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7471 {
7472         u64 rt_runtime_us;
7473
7474         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7475                 return -1;
7476
7477         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7478         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7479         return rt_runtime_us;
7480 }
7481
7482 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7483 {
7484         u64 rt_runtime, rt_period;
7485
7486         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7487         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7488
7489         if (rt_period == 0)
7490                 return -EINVAL;
7491
7492         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7493 }
7494
7495 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7496 {
7497         u64 rt_period_us;
7498
7499         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7500         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7501         return rt_period_us;
7502 }
7503
7504 static int sched_rt_global_constraints(void)
7505 {
7506         u64 runtime, period;
7507         int ret = 0;
7508
7509         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7510                 return -EINVAL;
7511
7512         runtime = global_rt_runtime();
7513         period = global_rt_period();
7514
7515         /*
7516          * Sanity check on the sysctl variables.
7517          */
7518         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7519                 return -EINVAL;
7520
7521         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7522         read_lock(&tasklist_lock);
7523         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7524         read_unlock(&tasklist_lock);
7525         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7526
7527         return ret;
7528 }
7529
7530 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7531 {
7532         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7533         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7534                 return 0;
7535
7536         return 1;
7537 }
7538
7539 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7540 static int sched_rt_global_constraints(void)
7541 {
7542         unsigned long flags;
7543         int i;
7544
7545         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7546                 return -EINVAL;
7547
7548         /*
7549          * There's always some RT tasks in the root group
7550          * -- migration, kstopmachine etc..
7551          */
7552         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7553                 return -EBUSY;
7554
7555         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7556         for_each_possible_cpu(i) {
7557                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7558
7559                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7560                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7561                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7562         }
7563         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7564
7565         return 0;
7566 }
7567 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7568
7569 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7570                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7571                 loff_t *ppos)
7572 {
7573         int ret;
7574         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7575
7576         mutex_lock(&mutex);
7577         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7578         /* make sure that internally we keep jiffies */
7579         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7580         if (!ret && write) {
7581                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7582                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7583         }
7584         mutex_unlock(&mutex);
7585         return ret;
7586 }
7587
7588 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7589                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7590                 loff_t *ppos)
7591 {
7592         int ret;
7593         int old_period, old_runtime;
7594         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7595
7596         mutex_lock(&mutex);
7597         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7598         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7599
7600         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7601
7602         if (!ret && write) {
7603                 ret = sched_rt_global_constraints();
7604                 if (ret) {
7605                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7606                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7607                 } else {
7608                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7609                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7610                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7611                 }
7612         }
7613         mutex_unlock(&mutex);
7614
7615         return ret;
7616 }
7617
7618 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7619
7620 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7621 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7622 {
7623         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7624                             struct task_group, css);
7625 }
7626
7627 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7628 {
7629         struct task_group *tg, *parent;
7630
7631         if (!cgrp->parent) {
7632                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7633                 return &root_task_group.css;
7634         }
7635
7636         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7637         tg = sched_create_group(parent);
7638         if (IS_ERR(tg))
7639                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7640
7641         return &tg->css;
7642 }
7643
7644 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7645 {
7646         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7647         struct task_group *parent;
7648
7649         if (!cgrp->parent)
7650                 return 0;
7651
7652         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7653         sched_online_group(tg, parent);
7654         return 0;
7655 }
7656
7657 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7658 {
7659         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7660
7661         sched_destroy_group(tg);
7662 }
7663
7664 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7665 {
7666         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7667
7668         sched_offline_group(tg);
7669 }
7670
7671 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7672                                  struct cgroup_taskset *tset)
7673 {
7674         struct task_struct *task;
7675
7676         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7677 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7678                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7679                         return -EINVAL;
7680 #else
7681                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7682                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7683                         return -EINVAL;
7684 #endif
7685         }
7686         return 0;
7687 }
7688
7689 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7690                               struct cgroup_taskset *tset)
7691 {
7692         struct task_struct *task;
7693
7694         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7695                 sched_move_task(task);
7696 }
7697
7698 static void
7699 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7700                 struct task_struct *task)
7701 {
7702         /*
7703          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7704          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7705          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7706          */
7707         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7708                 return;
7709
7710         sched_move_task(task);
7711 }
7712
7713 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7714 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7715                                 u64 shareval)
7716 {
7717         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7718 }
7719
7720 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7721 {
7722         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7723
7724         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7725 }
7726
7727 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7728 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7729
7730 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7731 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7732
7733 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7734
7735 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7736 {
7737         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7738         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7739
7740         if (tg == &root_task_group)
7741                 return -EINVAL;
7742
7743         /*
7744          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7745          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7746          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7747          */
7748         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7749                 return -EINVAL;
7750
7751         /*
7752          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7753          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7754          * feasibility.
7755          */
7756         if (period > max_cfs_quota_period)
7757                 return -EINVAL;
7758
7759         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7760         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7761         if (ret)
7762                 goto out_unlock;
7763
7764         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7765         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7766         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7767         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7768         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7769         cfs_b->quota = quota;
7770
7771         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7772         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7773         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7774                 /* force a reprogram */
7775                 cfs_b->timer_active = 0;
7776                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7777         }
7778         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7779
7780         for_each_possible_cpu(i) {
7781                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7782                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7783
7784                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7785                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7786                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7787
7788                 if (cfs_rq->throttled)
7789                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7790                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7791         }
7792 out_unlock:
7793         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7794
7795         return ret;
7796 }
7797
7798 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7799 {
7800         u64 quota, period;
7801
7802         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7803         if (cfs_quota_us < 0)
7804                 quota = RUNTIME_INF;
7805         else
7806                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7807
7808         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7809 }
7810
7811 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7812 {
7813         u64 quota_us;
7814
7815         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7816                 return -1;
7817
7818         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7819         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7820
7821         return quota_us;
7822 }
7823
7824 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7825 {
7826         u64 quota, period;
7827
7828         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7829         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7830
7831         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7832 }
7833
7834 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7835 {
7836         u64 cfs_period_us;
7837
7838         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7839         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7840
7841         return cfs_period_us;
7842 }
7843
7844 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7845 {
7846         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7847 }
7848
7849 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7850                                 s64 cfs_quota_us)
7851 {
7852         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7853 }
7854
7855 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7856 {
7857         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7858 }
7859
7860 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7861                                 u64 cfs_period_us)
7862 {
7863         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7864 }
7865
7866 struct cfs_schedulable_data {
7867         struct task_group *tg;
7868         u64 period, quota;
7869 };
7870
7871 /*
7872  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7873  * note: units are usecs
7874  */
7875 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7876                                struct cfs_schedulable_data *d)
7877 {
7878         u64 quota, period;
7879
7880         if (tg == d->tg) {
7881                 period = d->period;
7882                 quota = d->quota;
7883         } else {
7884                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7885                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7886         }
7887
7888         /* note: these should typically be equivalent */
7889         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7890                 return RUNTIME_INF;
7891
7892         return to_ratio(period, quota);
7893 }
7894
7895 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7896 {
7897         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7898         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7899         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7900
7901         if (!tg->parent) {
7902                 quota = RUNTIME_INF;
7903         } else {
7904                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7905
7906                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7907                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7908
7909                 /*
7910                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7911                  * limit is set
7912                  */
7913                 if (quota == RUNTIME_INF)
7914                         quota = parent_quota;
7915                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7916                         return -EINVAL;
7917         }
7918         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7919
7920         return 0;
7921 }
7922
7923 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7924 {
7925         int ret;
7926         struct cfs_schedulable_data data = {
7927                 .tg = tg,
7928                 .period = period,
7929                 .quota = quota,
7930         };
7931
7932         if (quota != RUNTIME_INF) {
7933                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7934                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7935         }
7936
7937         rcu_read_lock();
7938         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7939         rcu_read_unlock();
7940
7941         return ret;
7942 }
7943
7944 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7945                 struct cgroup_map_cb *cb)
7946 {
7947         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7948         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7949
7950         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7951         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7952         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7953
7954         return 0;
7955 }
7956 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7957 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7958
7959 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7960 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7961                                 s64 val)
7962 {
7963         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7964 }
7965
7966 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7967 {
7968         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7969 }
7970
7971 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7972                 u64 rt_period_us)
7973 {
7974         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7975 }
7976
7977 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7978 {
7979         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7980 }
7981 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7982
7983 static struct cftype cpu_files[] = {
7984 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7985         {
7986                 .name = "shares",
7987                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7988                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7989         },
7990 #endif
7991 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7992         {
7993                 .name = "cfs_quota_us",
7994                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7995                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7996         },
7997         {
7998                 .name = "cfs_period_us",
7999                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8000                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8001         },
8002         {
8003                 .name = "stat",
8004                 .read_map = cpu_stats_show,
8005         },
8006 #endif
8007 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8008         {
8009                 .name = "rt_runtime_us",
8010                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8011                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8012         },
8013         {
8014                 .name = "rt_period_us",
8015                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8016                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8017         },
8018 #endif
8019         { }     /* terminate */
8020 };
8021
8022 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8023         .name           = "cpu",
8024         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8025         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8026         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8027         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8028         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8029         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8030         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8031         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8032         .base_cftypes   = cpu_files,
8033         .early_init     = 1,
8034 };
8035
8036 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8037
8038 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
8039
8040 /*
8041  * CPU accounting code for task groups.
8042  *
8043  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
8044  * (balbir@in.ibm.com).
8045  */
8046
8047 struct cpuacct root_cpuacct;
8048
8049 /* create a new cpu accounting group */
8050 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
8051 {
8052         struct cpuacct *ca;
8053
8054         if (!cgrp->parent)
8055                 return &root_cpuacct.css;
8056
8057         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
8058         if (!ca)
8059                 goto out;
8060
8061         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
8062         if (!ca->cpuusage)
8063                 goto out_free_ca;
8064
8065         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
8066         if (!ca->cpustat)
8067                 goto out_free_cpuusage;
8068
8069         return &ca->css;
8070
8071 out_free_cpuusage:
8072         free_percpu(ca->cpuusage);
8073 out_free_ca:
8074         kfree(ca);
8075 out:
8076         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8077 }
8078
8079 /* destroy an existing cpu accounting group */
8080 static void cpuacct_css_free(struct cgroup *cgrp)
8081 {
8082         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8083
8084         free_percpu(ca->cpustat);
8085         free_percpu(ca->cpuusage);
8086         kfree(ca);
8087 }
8088
8089 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
8090 {
8091         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8092         u64 data;
8093
8094 #ifndef CONFIG_64BIT
8095         /*
8096          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
8097          */
8098         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8099         data = *cpuusage;
8100         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8101 #else
8102         data = *cpuusage;
8103 #endif
8104
8105         return data;
8106 }
8107
8108 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
8109 {
8110         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8111
8112 #ifndef CONFIG_64BIT
8113         /*
8114          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
8115          */
8116         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8117         *cpuusage = val;
8118         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8119 #else
8120         *cpuusage = val;
8121 #endif
8122 }
8123
8124 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
8125 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8126 {
8127         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8128         u64 totalcpuusage = 0;
8129         int i;
8130
8131         for_each_present_cpu(i)
8132                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8133
8134         return totalcpuusage;
8135 }
8136
8137 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8138                                                                 u64 reset)
8139 {
8140         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8141         int err = 0;
8142         int i;
8143
8144         if (reset) {
8145                 err = -EINVAL;
8146                 goto out;
8147         }
8148
8149         for_each_present_cpu(i)
8150                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8151
8152 out:
8153         return err;
8154 }
8155
8156 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8157                                    struct seq_file *m)
8158 {
8159         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8160         u64 percpu;
8161         int i;
8162
8163         for_each_present_cpu(i) {
8164                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8165                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8166         }
8167         seq_printf(m, "\n");
8168         return 0;
8169 }
8170
8171 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8172         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8173         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8174 };
8175
8176 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8177                               struct cgroup_map_cb *cb)
8178 {
8179         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8180         int cpu;
8181         s64 val = 0;
8182
8183         for_each_online_cpu(cpu) {
8184                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8185                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8186                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8187         }
8188         val = cputime64_to_clock_t(val);
8189         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8190
8191         val = 0;
8192         for_each_online_cpu(cpu) {
8193                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8194                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8195                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8196                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8197         }
8198
8199         val = cputime64_to_clock_t(val);
8200         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8201
8202         return 0;
8203 }
8204
8205 static struct cftype files[] = {
8206         {
8207                 .name = "usage",
8208                 .read_u64 = cpuusage_read,
8209                 .write_u64 = cpuusage_write,
8210         },
8211         {
8212                 .name = "usage_percpu",
8213                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8214         },
8215         {
8216                 .name = "stat",
8217                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8218         },
8219         { }     /* terminate */
8220 };
8221
8222 /*
8223  * charge this task's execution time to its accounting group.
8224  *
8225  * called with rq->lock held.
8226  */
8227 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8228 {
8229         struct cpuacct *ca;
8230         int cpu;
8231
8232         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8233                 return;
8234
8235         cpu = task_cpu(tsk);
8236
8237         rcu_read_lock();
8238
8239         ca = task_ca(tsk);
8240
8241         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8242                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8243                 *cpuusage += cputime;
8244         }
8245
8246         rcu_read_unlock();
8247 }
8248
8249 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8250         .name = "cpuacct",
8251         .css_alloc = cpuacct_css_alloc,
8252         .css_free = cpuacct_css_free,
8253         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8254         .base_cftypes = files,
8255 };
8256 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */
8257
8258 void dump_cpu_task(int cpu)
8259 {
8260         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8261         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8262 }