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