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