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