Merge tag 'v4.4.17' into linux-linaro-lsk-v4.4
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 #include <linux/compiler.h>
77
78 #include <asm/switch_to.h>
79 #include <asm/tlb.h>
80 #include <asm/irq_regs.h>
81 #include <asm/mutex.h>
82 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
83 #include <asm/paravirt.h>
84 #endif
85
86 #include "sched.h"
87 #include "../workqueue_internal.h"
88 #include "../smpboot.h"
89
90 #define CREATE_TRACE_POINTS
91 #include <trace/events/sched.h>
92
93 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
95
96 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
97
98 void update_rq_clock(struct rq *rq)
99 {
100         s64 delta;
101
102         lockdep_assert_held(&rq->lock);
103
104         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
105                 return;
106
107         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
108         if (delta < 0)
109                 return;
110         rq->clock += delta;
111         update_rq_clock_task(rq, delta);
112 }
113
114 /*
115  * Debugging: various feature bits
116  */
117
118 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
119         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
120
121 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
122 #include "features.h"
123         0;
124
125 #undef SCHED_FEAT
126
127 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         #name ,
130
131 static const char * const sched_feat_names[] = {
132 #include "features.h"
133 };
134
135 #undef SCHED_FEAT
136
137 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
138 {
139         int i;
140
141         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
142                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
143                         seq_puts(m, "NO_");
144                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
145         }
146         seq_puts(m, "\n");
147
148         return 0;
149 }
150
151 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
152
153 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
154 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
155
156 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
157         jump_label_key__##enabled ,
158
159 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
160 #include "features.h"
161 };
162
163 #undef SCHED_FEAT
164
165 static void sched_feat_disable(int i)
166 {
167         static_key_disable(&sched_feat_keys[i]);
168 }
169
170 static void sched_feat_enable(int i)
171 {
172         static_key_enable(&sched_feat_keys[i]);
173 }
174 #else
175 static void sched_feat_disable(int i) { };
176 static void sched_feat_enable(int i) { };
177 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
178
179 static int sched_feat_set(char *cmp)
180 {
181         int i;
182         int neg = 0;
183
184         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
185                 neg = 1;
186                 cmp += 3;
187         }
188
189         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
190                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
191                         if (neg) {
192                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
193                                 sched_feat_disable(i);
194                         } else {
195                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
196                                 sched_feat_enable(i);
197                         }
198                         break;
199                 }
200         }
201
202         return i;
203 }
204
205 static ssize_t
206 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
207                 size_t cnt, loff_t *ppos)
208 {
209         char buf[64];
210         char *cmp;
211         int i;
212         struct inode *inode;
213
214         if (cnt > 63)
215                 cnt = 63;
216
217         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
218                 return -EFAULT;
219
220         buf[cnt] = 0;
221         cmp = strstrip(buf);
222
223         /* Ensure the static_key remains in a consistent state */
224         inode = file_inode(filp);
225         mutex_lock(&inode->i_mutex);
226         i = sched_feat_set(cmp);
227         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
228         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
229                 return -EINVAL;
230
231         *ppos += cnt;
232
233         return cnt;
234 }
235
236 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
237 {
238         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
239 }
240
241 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
242         .open           = sched_feat_open,
243         .write          = sched_feat_write,
244         .read           = seq_read,
245         .llseek         = seq_lseek,
246         .release        = single_release,
247 };
248
249 static __init int sched_init_debug(void)
250 {
251         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
252                         &sched_feat_fops);
253
254         return 0;
255 }
256 late_initcall(sched_init_debug);
257 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
258
259 /*
260  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
261  * Limited because this is done with IRQs disabled.
262  */
263 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
264
265 /*
266  * period over which we average the RT time consumption, measured
267  * in ms.
268  *
269  * default: 1s
270  */
271 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
272
273 /*
274  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
275  * default: 1s
276  */
277 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
278
279 __read_mostly int scheduler_running;
280
281 /*
282  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
283  * default: 0.95s
284  */
285 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
286
287 /* cpus with isolated domains */
288 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
289
290 /*
291  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
292  */
293 static struct rq *this_rq_lock(void)
294         __acquires(rq->lock)
295 {
296         struct rq *rq;
297
298         local_irq_disable();
299         rq = this_rq();
300         raw_spin_lock(&rq->lock);
301
302         return rq;
303 }
304
305 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
306 /*
307  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
308  */
309
310 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
311 {
312         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
313                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
314 }
315
316 /*
317  * High-resolution timer tick.
318  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
319  */
320 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
321 {
322         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
323
324         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
325
326         raw_spin_lock(&rq->lock);
327         update_rq_clock(rq);
328         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
329         raw_spin_unlock(&rq->lock);
330
331         return HRTIMER_NORESTART;
332 }
333
334 #ifdef CONFIG_SMP
335
336 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
337 {
338         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
339
340         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
341 }
342
343 /*
344  * called from hardirq (IPI) context
345  */
346 static void __hrtick_start(void *arg)
347 {
348         struct rq *rq = arg;
349
350         raw_spin_lock(&rq->lock);
351         __hrtick_restart(rq);
352         rq->hrtick_csd_pending = 0;
353         raw_spin_unlock(&rq->lock);
354 }
355
356 /*
357  * Called to set the hrtick timer state.
358  *
359  * called with rq->lock held and irqs disabled
360  */
361 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
362 {
363         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
364         ktime_t time;
365         s64 delta;
366
367         /*
368          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
369          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
370          */
371         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
372         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
373
374         hrtimer_set_expires(timer, time);
375
376         if (rq == this_rq()) {
377                 __hrtick_restart(rq);
378         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
379                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
380                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
381         }
382 }
383
384 static int
385 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
386 {
387         int cpu = (int)(long)hcpu;
388
389         switch (action) {
390         case CPU_UP_CANCELED:
391         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
392         case CPU_DOWN_PREPARE:
393         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
394         case CPU_DEAD:
395         case CPU_DEAD_FROZEN:
396                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
397                 return NOTIFY_OK;
398         }
399
400         return NOTIFY_DONE;
401 }
402
403 static __init void init_hrtick(void)
404 {
405         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
406 }
407 #else
408 /*
409  * Called to set the hrtick timer state.
410  *
411  * called with rq->lock held and irqs disabled
412  */
413 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
414 {
415         /*
416          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
417          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
418          */
419         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
420         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
421                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
422 }
423
424 static inline void init_hrtick(void)
425 {
426 }
427 #endif /* CONFIG_SMP */
428
429 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
430 {
431 #ifdef CONFIG_SMP
432         rq->hrtick_csd_pending = 0;
433
434         rq->hrtick_csd.flags = 0;
435         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
436         rq->hrtick_csd.info = rq;
437 #endif
438
439         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
440         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
441 }
442 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
443 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
444 {
445 }
446
447 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
448 {
449 }
450
451 static inline void init_hrtick(void)
452 {
453 }
454 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
455
456 /*
457  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
458  */
459 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
460 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
461         for (;;) {                                                      \
462                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
463                 if (__old == __val)                                     \
464                         break;                                          \
465                 __val = __old;                                          \
466         }                                                               \
467         __old;                                                          \
468 })
469
470 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
471 /*
472  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
473  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
474  * spurious IPIs.
475  */
476 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
477 {
478         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
479         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
480 }
481
482 /*
483  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
484  *
485  * If this returns true, then the idle task promises to call
486  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
487  */
488 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
489 {
490         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
491         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
492
493         for (;;) {
494                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
495                         return false;
496                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
497                         return true;
498                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
499                 if (old == val)
500                         break;
501                 val = old;
502         }
503         return true;
504 }
505
506 #else
507 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
508 {
509         set_tsk_need_resched(p);
510         return true;
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
515 {
516         return false;
517 }
518 #endif
519 #endif
520
521 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
522 {
523         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
524
525         /*
526          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
527          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
528          * wakeup due to that.
529          *
530          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
531          * barrier implied by the wakeup in wake_up_list().
532          */
533         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
534                 return;
535
536         get_task_struct(task);
537
538         /*
539          * The head is context local, there can be no concurrency.
540          */
541         *head->lastp = node;
542         head->lastp = &node->next;
543 }
544
545 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
546 {
547         struct wake_q_node *node = head->first;
548
549         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
550                 struct task_struct *task;
551
552                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
553                 BUG_ON(!task);
554                 /* task can safely be re-inserted now */
555                 node = node->next;
556                 task->wake_q.next = NULL;
557
558                 /*
559                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
560                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
561                  */
562                 wake_up_process(task);
563                 put_task_struct(task);
564         }
565 }
566
567 /*
568  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
569  *
570  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
571  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
572  * the target CPU.
573  */
574 void resched_curr(struct rq *rq)
575 {
576         struct task_struct *curr = rq->curr;
577         int cpu;
578
579         lockdep_assert_held(&rq->lock);
580
581         if (test_tsk_need_resched(curr))
582                 return;
583
584         cpu = cpu_of(rq);
585
586         if (cpu == smp_processor_id()) {
587                 set_tsk_need_resched(curr);
588                 set_preempt_need_resched();
589                 return;
590         }
591
592         if (set_nr_and_not_polling(curr))
593                 smp_send_reschedule(cpu);
594         else
595                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
596 }
597
598 void resched_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601         unsigned long flags;
602
603         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
604                 return;
605         resched_curr(rq);
606         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
607 }
608
609 #ifdef CONFIG_SMP
610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
611 /*
612  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
613  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
614  *
615  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
616  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
617  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
618  */
619 int get_nohz_timer_target(void)
620 {
621         int i, cpu = smp_processor_id();
622         struct sched_domain *sd;
623
624         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
625                 return cpu;
626
627         rcu_read_lock();
628         for_each_domain(cpu, sd) {
629                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
630                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(cpu)) {
631                                 cpu = i;
632                                 goto unlock;
633                         }
634                 }
635         }
636
637         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
638                 cpu = housekeeping_any_cpu();
639 unlock:
640         rcu_read_unlock();
641         return cpu;
642 }
643 /*
644  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
645  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
646  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
647  * idle system the next event might even be infinite time into the
648  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
649  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
650  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
651  * wheel for the next timer event.
652  */
653 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
654 {
655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
656
657         if (cpu == smp_processor_id())
658                 return;
659
660         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
661                 smp_send_reschedule(cpu);
662         else
663                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
664 }
665
666 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
667 {
668         /*
669          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
670          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
671          * If needed we can still optimize that later with an
672          * empty IRQ.
673          */
674         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
675                 if (cpu != smp_processor_id() ||
676                     tick_nohz_tick_stopped())
677                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
678                 return true;
679         }
680
681         return false;
682 }
683
684 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
685 {
686         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
687                 wake_up_idle_cpu(cpu);
688 }
689
690 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
691 {
692         int cpu = smp_processor_id();
693
694         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
695                 return false;
696
697         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
698                 return true;
699
700         /*
701          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
702          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
703          */
704         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
705         return false;
706 }
707
708 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
709
710 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
711 {
712         return false;
713 }
714
715 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
716
717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
718 bool sched_can_stop_tick(void)
719 {
720         /*
721          * FIFO realtime policy runs the highest priority task. Other runnable
722          * tasks are of a lower priority. The scheduler tick does nothing.
723          */
724         if (current->policy == SCHED_FIFO)
725                 return true;
726
727         /*
728          * Round-robin realtime tasks time slice with other tasks at the same
729          * realtime priority. Is this task the only one at this priority?
730          */
731         if (current->policy == SCHED_RR) {
732                 struct sched_rt_entity *rt_se = &current->rt;
733
734                 return rt_se->run_list.prev == rt_se->run_list.next;
735         }
736
737         /*
738          * More than one running task need preemption.
739          * nr_running update is assumed to be visible
740          * after IPI is sent from wakers.
741          */
742         if (this_rq()->nr_running > 1)
743                 return false;
744
745         return true;
746 }
747 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
748
749 void sched_avg_update(struct rq *rq)
750 {
751         s64 period = sched_avg_period();
752
753         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
754                 /*
755                  * Inline assembly required to prevent the compiler
756                  * optimising this loop into a divmod call.
757                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
758                  */
759                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
760                 rq->age_stamp += period;
761                 rq->rt_avg /= 2;
762         }
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
768                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
769 /*
770  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
771  * node and @up when leaving it for the final time.
772  *
773  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
774  */
775 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
776                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
777 {
778         struct task_group *parent, *child;
779         int ret;
780
781         parent = from;
782
783 down:
784         ret = (*down)(parent, data);
785         if (ret)
786                 goto out;
787         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
788                 parent = child;
789                 goto down;
790
791 up:
792                 continue;
793         }
794         ret = (*up)(parent, data);
795         if (ret || parent == from)
796                 goto out;
797
798         child = parent;
799         parent = parent->parent;
800         if (parent)
801                 goto up;
802 out:
803         return ret;
804 }
805
806 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
807 {
808         return 0;
809 }
810 #endif
811
812 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
813 {
814         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
815         struct load_weight *load = &p->se.load;
816
817         /*
818          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
819          */
820         if (idle_policy(p->policy)) {
821                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
822                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
823                 return;
824         }
825
826         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
827         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
828 }
829
830 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
831 {
832         update_rq_clock(rq);
833         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
834                 sched_info_queued(rq, p);
835         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
836 }
837
838 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
839 {
840         update_rq_clock(rq);
841         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
842                 sched_info_dequeued(rq, p);
843         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
844 }
845
846 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
847 {
848         if (task_contributes_to_load(p))
849                 rq->nr_uninterruptible--;
850
851         enqueue_task(rq, p, flags);
852 }
853
854 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
855 {
856         if (task_contributes_to_load(p))
857                 rq->nr_uninterruptible++;
858
859         dequeue_task(rq, p, flags);
860 }
861
862 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
863 {
864 /*
865  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
866  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
867  */
868 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
869         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
870 #endif
871 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
872         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
873
874         /*
875          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
876          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
877          * {soft,}irq region.
878          *
879          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
880          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
881          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
882          * monotonic.
883          *
884          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
885          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
886          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
887          * atomic ops.
888          */
889         if (irq_delta > delta)
890                 irq_delta = delta;
891
892         rq->prev_irq_time += irq_delta;
893         delta -= irq_delta;
894 #endif
895 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
896         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
897                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
898                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
899
900                 if (unlikely(steal > delta))
901                         steal = delta;
902
903                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
904                 delta -= steal;
905         }
906 #endif
907
908         rq->clock_task += delta;
909
910 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
911         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
912                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
913 #endif
914 }
915
916 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
917 {
918         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
919         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
920
921         if (stop) {
922                 /*
923                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
924                  * userspace knows about and won't get confused about.
925                  *
926                  * Also, it will make PI more or less work without too
927                  * much confusion -- but then, stop work should not
928                  * rely on PI working anyway.
929                  */
930                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
931
932                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
933         }
934
935         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
936
937         if (old_stop) {
938                 /*
939                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
940                  * it can die in pieces.
941                  */
942                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
943         }
944 }
945
946 /*
947  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
948  */
949 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
950 {
951         return p->static_prio;
952 }
953
954 /*
955  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
956  * without taking RT-inheritance into account. Might be
957  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
958  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
959  * estimator recalculates.
960  */
961 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
962 {
963         int prio;
964
965         if (task_has_dl_policy(p))
966                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
967         else if (task_has_rt_policy(p))
968                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
969         else
970                 prio = __normal_prio(p);
971         return prio;
972 }
973
974 /*
975  * Calculate the current priority, i.e. the priority
976  * taken into account by the scheduler. This value might
977  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
978  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
979  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
980  */
981 static int effective_prio(struct task_struct *p)
982 {
983         p->normal_prio = normal_prio(p);
984         /*
985          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
986          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
987          * to the normal priority:
988          */
989         if (!rt_prio(p->prio))
990                 return p->normal_prio;
991         return p->prio;
992 }
993
994 /**
995  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
996  * @p: the task in question.
997  *
998  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
999  */
1000 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1001 {
1002         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1007  * use the balance_callback list if you want balancing.
1008  *
1009  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1010  * balance_callback().
1011  */
1012 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1013                                        const struct sched_class *prev_class,
1014                                        int oldprio)
1015 {
1016         if (prev_class != p->sched_class) {
1017                 if (prev_class->switched_from)
1018                         prev_class->switched_from(rq, p);
1019
1020                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1021         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1022                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1023 }
1024
1025 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1026 {
1027         const struct sched_class *class;
1028
1029         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1030                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1031         } else {
1032                 for_each_class(class) {
1033                         if (class == rq->curr->sched_class)
1034                                 break;
1035                         if (class == p->sched_class) {
1036                                 resched_curr(rq);
1037                                 break;
1038                         }
1039                 }
1040         }
1041
1042         /*
1043          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1044          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1045          */
1046         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1047                 rq_clock_skip_update(rq, true);
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_SMP
1051 /*
1052  * This is how migration works:
1053  *
1054  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1055  *    stop_one_cpu().
1056  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1057  *    off the CPU)
1058  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1059  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1060  *    it and puts it into the right queue.
1061  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1062  *    is done.
1063  */
1064
1065 /*
1066  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1067  *
1068  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1069  */
1070 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
1071 {
1072         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1073
1074         dequeue_task(rq, p, 0);
1075         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1076         set_task_cpu(p, new_cpu);
1077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1078
1079         rq = cpu_rq(new_cpu);
1080
1081         raw_spin_lock(&rq->lock);
1082         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1083         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1084         enqueue_task(rq, p, 0);
1085         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1086
1087         return rq;
1088 }
1089
1090 struct migration_arg {
1091         struct task_struct *task;
1092         int dest_cpu;
1093 };
1094
1095 /*
1096  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1097  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1098  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1099  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1100  *
1101  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1102  * as the task is no longer on this CPU.
1103  */
1104 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1105 {
1106         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1107                 return rq;
1108
1109         /* Affinity changed (again). */
1110         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1111                 return rq;
1112
1113         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1114
1115         return rq;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1120  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1121  * 'pushing' onto another runqueue.
1122  */
1123 static int migration_cpu_stop(void *data)
1124 {
1125         struct migration_arg *arg = data;
1126         struct task_struct *p = arg->task;
1127         struct rq *rq = this_rq();
1128
1129         /*
1130          * The original target cpu might have gone down and we might
1131          * be on another cpu but it doesn't matter.
1132          */
1133         local_irq_disable();
1134         /*
1135          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1136          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1137          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1138          */
1139         sched_ttwu_pending();
1140
1141         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1142         raw_spin_lock(&rq->lock);
1143         /*
1144          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1145          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1146          * we're holding p->pi_lock.
1147          */
1148         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1149                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1150         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1151         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1152
1153         local_irq_enable();
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1159  * actually call this function.
1160  */
1161 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1162 {
1163         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1164         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1165 }
1166
1167 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1168 {
1169         struct rq *rq = task_rq(p);
1170         bool queued, running;
1171
1172         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1173
1174         queued = task_on_rq_queued(p);
1175         running = task_current(rq, p);
1176
1177         if (queued) {
1178                 /*
1179                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1180                  * holding rq->lock.
1181                  */
1182                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1183                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1184         }
1185         if (running)
1186                 put_prev_task(rq, p);
1187
1188         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1189
1190         if (running)
1191                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1192         if (queued)
1193                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1198  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1199  * is removed from the allowed bitmask.
1200  *
1201  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1202  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1203  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1204  */
1205 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1206                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1207 {
1208         unsigned long flags;
1209         struct rq *rq;
1210         unsigned int dest_cpu;
1211         int ret = 0;
1212
1213         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1214
1215         /*
1216          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1217          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1218          */
1219         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1220                 ret = -EINVAL;
1221                 goto out;
1222         }
1223
1224         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1225                 goto out;
1226
1227         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
1228                 ret = -EINVAL;
1229                 goto out;
1230         }
1231
1232         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1233
1234         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1235         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1236                 goto out;
1237
1238         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
1239         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1240                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1241                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1242                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1243                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1244                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1245                 return 0;
1246         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1247                 /*
1248                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1249                  * afterwards anyway.
1250                  */
1251                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1252                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1253                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1254         }
1255 out:
1256         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1262 {
1263         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1266
1267 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1270         /*
1271          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1272          * ttwu() will sort out the placement.
1273          */
1274         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1275                         !p->on_rq);
1276
1277 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1278         /*
1279          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1280          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1281          *
1282          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1283          * see task_group().
1284          *
1285          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1286          * task_rq_lock().
1287          */
1288         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1289                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1290 #endif
1291 #endif
1292
1293         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1294
1295         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1296                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1297                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1298                 p->se.nr_migrations++;
1299                 perf_event_task_migrate(p);
1300         }
1301
1302         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1303 }
1304
1305 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1306 {
1307         if (task_on_rq_queued(p)) {
1308                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1309
1310                 src_rq = task_rq(p);
1311                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1312
1313                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1314                 set_task_cpu(p, cpu);
1315                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1316                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1317         } else {
1318                 /*
1319                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1320                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1321                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1322                  */
1323                 p->wake_cpu = cpu;
1324         }
1325 }
1326
1327 struct migration_swap_arg {
1328         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1329         int src_cpu, dst_cpu;
1330 };
1331
1332 static int migrate_swap_stop(void *data)
1333 {
1334         struct migration_swap_arg *arg = data;
1335         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1336         int ret = -EAGAIN;
1337
1338         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1339                 return -EAGAIN;
1340
1341         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1342         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1343
1344         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1345                         &arg->dst_task->pi_lock);
1346         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1347
1348         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1349                 goto unlock;
1350
1351         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1352                 goto unlock;
1353
1354         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1355                 goto unlock;
1356
1357         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1358                 goto unlock;
1359
1360         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1361         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1362
1363         ret = 0;
1364
1365 unlock:
1366         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1367         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1368         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1369
1370         return ret;
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Cross migrate two tasks
1375  */
1376 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1377 {
1378         struct migration_swap_arg arg;
1379         int ret = -EINVAL;
1380
1381         arg = (struct migration_swap_arg){
1382                 .src_task = cur,
1383                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1384                 .dst_task = p,
1385                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1386         };
1387
1388         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1389                 goto out;
1390
1391         /*
1392          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1393          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1394          */
1395         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1396                 goto out;
1397
1398         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1399                 goto out;
1400
1401         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1402                 goto out;
1403
1404         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1405         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1406
1407 out:
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1413  *
1414  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1415  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1416  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1417  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1418  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1419  * @p has remained unscheduled the whole time.
1420  *
1421  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1422  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1423  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1424  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1425  * waiting to become inactive.
1426  */
1427 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1428 {
1429         unsigned long flags;
1430         int running, queued;
1431         unsigned long ncsw;
1432         struct rq *rq;
1433
1434         for (;;) {
1435                 /*
1436                  * We do the initial early heuristics without holding
1437                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1438                  * the runqueue lock when things look like they will
1439                  * work out!
1440                  */
1441                 rq = task_rq(p);
1442
1443                 /*
1444                  * If the task is actively running on another CPU
1445                  * still, just relax and busy-wait without holding
1446                  * any locks.
1447                  *
1448                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1449                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1450                  * But we don't care, since "task_running()" will
1451                  * return false if the runqueue has changed and p
1452                  * is actually now running somewhere else!
1453                  */
1454                 while (task_running(rq, p)) {
1455                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1456                                 return 0;
1457                         cpu_relax();
1458                 }
1459
1460                 /*
1461                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1462                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1463                  * just go back and repeat.
1464                  */
1465                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1466                 trace_sched_wait_task(p);
1467                 running = task_running(rq, p);
1468                 queued = task_on_rq_queued(p);
1469                 ncsw = 0;
1470                 if (!match_state || p->state == match_state)
1471                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1472                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1473
1474                 /*
1475                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1476                  */
1477                 if (unlikely(!ncsw))
1478                         break;
1479
1480                 /*
1481                  * Was it really running after all now that we
1482                  * checked with the proper locks actually held?
1483                  *
1484                  * Oops. Go back and try again..
1485                  */
1486                 if (unlikely(running)) {
1487                         cpu_relax();
1488                         continue;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * It's not enough that it's not actively running,
1493                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1494                  * preempted!
1495                  *
1496                  * So if it was still runnable (but just not actively
1497                  * running right now), it's preempted, and we should
1498                  * yield - it could be a while.
1499                  */
1500                 if (unlikely(queued)) {
1501                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1502
1503                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1504                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1505                         continue;
1506                 }
1507
1508                 /*
1509                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1510                  * runnable, which means that it will never become
1511                  * running in the future either. We're all done!
1512                  */
1513                 break;
1514         }
1515
1516         return ncsw;
1517 }
1518
1519 /***
1520  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1521  * @p: the to-be-kicked thread
1522  *
1523  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1524  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1525  *
1526  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1527  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1528  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1529  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1530  * achieved as well.
1531  */
1532 void kick_process(struct task_struct *p)
1533 {
1534         int cpu;
1535
1536         preempt_disable();
1537         cpu = task_cpu(p);
1538         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1539                 smp_send_reschedule(cpu);
1540         preempt_enable();
1541 }
1542 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1543
1544 /*
1545  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1546  */
1547 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1548 {
1549         int nid = cpu_to_node(cpu);
1550         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1551         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1552         int dest_cpu;
1553
1554         /*
1555          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1556          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1557          * select the cpu on the other node.
1558          */
1559         if (nid != -1) {
1560                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1561
1562                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1563                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1564                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1565                                 continue;
1566                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1567                                 continue;
1568                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1569                                 return dest_cpu;
1570                 }
1571         }
1572
1573         for (;;) {
1574                 /* Any allowed, online CPU? */
1575                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1576                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1577                                 continue;
1578                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1579                                 continue;
1580                         goto out;
1581                 }
1582
1583                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1584                 switch (state) {
1585                 case cpuset:
1586                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1587                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1588                                 state = possible;
1589                                 break;
1590                         }
1591                         /* fall-through */
1592                 case possible:
1593                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1594                         state = fail;
1595                         break;
1596
1597                 case fail:
1598                         BUG();
1599                         break;
1600                 }
1601         }
1602
1603 out:
1604         if (state != cpuset) {
1605                 /*
1606                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1607                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1608                  * leave kernel.
1609                  */
1610                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1611                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1612                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1613                 }
1614         }
1615
1616         return dest_cpu;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1621  */
1622 static inline
1623 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1624 {
1625         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1626
1627         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1628                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1629
1630         /*
1631          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1632          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1633          * cpu.
1634          *
1635          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1636          *
1637          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1638          *   not worry about this generic constraint ]
1639          */
1640         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1641                      !cpu_online(cpu)))
1642                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1643
1644         return cpu;
1645 }
1646
1647 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1648 {
1649         s64 diff = sample - *avg;
1650         *avg += diff >> 3;
1651 }
1652
1653 #else
1654
1655 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1656                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1657 {
1658         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1659 }
1660
1661 #endif /* CONFIG_SMP */
1662
1663 static void
1664 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1665 {
1666 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1667         struct rq *rq = this_rq();
1668
1669 #ifdef CONFIG_SMP
1670         int this_cpu = smp_processor_id();
1671
1672         if (cpu == this_cpu) {
1673                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1674                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1675         } else {
1676                 struct sched_domain *sd;
1677
1678                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1679                 rcu_read_lock();
1680                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1681                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1682                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1683                                 break;
1684                         }
1685                 }
1686                 rcu_read_unlock();
1687         }
1688
1689         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1690                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1691
1692 #endif /* CONFIG_SMP */
1693
1694         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1695         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1696
1697         if (wake_flags & WF_SYNC)
1698                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1699
1700 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1701 }
1702
1703 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1704 {
1705         activate_task(rq, p, en_flags);
1706         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1707
1708         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1709         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1710                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1715  */
1716 static void
1717 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1718 {
1719         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1720         p->state = TASK_RUNNING;
1721         trace_sched_wakeup(p);
1722
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724         if (p->sched_class->task_woken) {
1725                 /*
1726                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1727                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1728                  */
1729                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1730                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1731                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1732         }
1733
1734         if (rq->idle_stamp) {
1735                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1736                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1737
1738                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1739
1740                 if (rq->avg_idle > max)
1741                         rq->avg_idle = max;
1742
1743                 rq->idle_stamp = 0;
1744         }
1745 #endif
1746 }
1747
1748 static void
1749 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1750 {
1751         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1752
1753 #ifdef CONFIG_SMP
1754         if (p->sched_contributes_to_load)
1755                 rq->nr_uninterruptible--;
1756 #endif
1757
1758         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1759         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1764  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1765  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1766  * the task is still ->on_rq.
1767  */
1768 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1769 {
1770         struct rq *rq;
1771         int ret = 0;
1772
1773         rq = __task_rq_lock(p);
1774         if (task_on_rq_queued(p)) {
1775                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1776                 update_rq_clock(rq);
1777                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1778                 ret = 1;
1779         }
1780         __task_rq_unlock(rq);
1781
1782         return ret;
1783 }
1784
1785 #ifdef CONFIG_SMP
1786 void sched_ttwu_pending(void)
1787 {
1788         struct rq *rq = this_rq();
1789         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1790         struct task_struct *p;
1791         unsigned long flags;
1792
1793         if (!llist)
1794                 return;
1795
1796         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1797         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1798
1799         while (llist) {
1800                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1801                 llist = llist_next(llist);
1802                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1803         }
1804
1805         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1806         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1807 }
1808
1809 void scheduler_ipi(void)
1810 {
1811         /*
1812          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1813          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1814          * this IPI.
1815          */
1816         preempt_fold_need_resched();
1817
1818         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1819                 return;
1820
1821         /*
1822          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1823          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1824          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1825          * we do call them.
1826          *
1827          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1828          * properly.
1829          *
1830          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1831          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1832          * somewhat pessimize the simple resched case.
1833          */
1834         irq_enter();
1835         sched_ttwu_pending();
1836
1837         /*
1838          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1839          */
1840         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1841                 this_rq()->idle_balance = 1;
1842                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1843         }
1844         irq_exit();
1845 }
1846
1847 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1848 {
1849         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1850
1851         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1852                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1853                         smp_send_reschedule(cpu);
1854                 else
1855                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1856         }
1857 }
1858
1859 void wake_up_if_idle(int cpu)
1860 {
1861         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1862         unsigned long flags;
1863
1864         rcu_read_lock();
1865
1866         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1867                 goto out;
1868
1869         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1870                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1871         } else {
1872                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1873                 if (is_idle_task(rq->curr))
1874                         smp_send_reschedule(cpu);
1875                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1876                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1877         }
1878
1879 out:
1880         rcu_read_unlock();
1881 }
1882
1883 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1884 {
1885         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1886 }
1887 #endif /* CONFIG_SMP */
1888
1889 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1890 {
1891         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1892
1893 #if defined(CONFIG_SMP)
1894         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1895                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1896                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1897                 return;
1898         }
1899 #endif
1900
1901         raw_spin_lock(&rq->lock);
1902         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1903         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1904         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1905         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1906 }
1907
1908 /**
1909  * try_to_wake_up - wake up a thread
1910  * @p: the thread to be awakened
1911  * @state: the mask of task states that can be woken
1912  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1913  *
1914  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1915  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1916  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1917  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1918  * runnable without the overhead of this.
1919  *
1920  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1921  * or @state didn't match @p's state.
1922  */
1923 static int
1924 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1925 {
1926         unsigned long flags;
1927         int cpu, success = 0;
1928
1929         /*
1930          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1931          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1932          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1933          * set_current_state() the waiting thread does.
1934          */
1935         smp_mb__before_spinlock();
1936         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1937         if (!(p->state & state))
1938                 goto out;
1939
1940         trace_sched_waking(p);
1941
1942         success = 1; /* we're going to change ->state */
1943         cpu = task_cpu(p);
1944
1945         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1946                 goto stat;
1947
1948 #ifdef CONFIG_SMP
1949         /*
1950          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
1951          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
1952          *
1953          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
1954          * from the runqueue.
1955          *
1956          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
1957          *      UNLOCK rq->lock
1958          *                      RMB
1959          *      LOCK   rq->lock
1960          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
1961          *
1962          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
1963          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
1964          * task, the second putting it to sleep.
1965          */
1966         smp_rmb();
1967
1968         /*
1969          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1970          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1971          */
1972         while (p->on_cpu)
1973                 cpu_relax();
1974         /*
1975          * Combined with the control dependency above, we have an effective
1976          * smp_load_acquire() without the need for full barriers.
1977          *
1978          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
1979          *
1980          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
1981          * their previous state and preserve Program Order.
1982          */
1983         smp_rmb();
1984
1985         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1986         p->state = TASK_WAKING;
1987
1988         if (p->sched_class->task_waking)
1989                 p->sched_class->task_waking(p);
1990
1991         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1992         if (task_cpu(p) != cpu) {
1993                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1994                 set_task_cpu(p, cpu);
1995         }
1996 #endif /* CONFIG_SMP */
1997
1998         ttwu_queue(p, cpu);
1999 stat:
2000         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2001 out:
2002         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2003
2004         return success;
2005 }
2006
2007 /**
2008  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2009  * @p: the thread to be awakened
2010  *
2011  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2012  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2013  * the current task.
2014  */
2015 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2016 {
2017         struct rq *rq = task_rq(p);
2018
2019         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2020             WARN_ON_ONCE(p == current))
2021                 return;
2022
2023         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2024
2025         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2026                 /*
2027                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2028                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2029                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2030                  * not yet picked a replacement task.
2031                  */
2032                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2033                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2034                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2035                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2036                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2037         }
2038
2039         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2040                 goto out;
2041
2042         trace_sched_waking(p);
2043
2044         if (!task_on_rq_queued(p))
2045                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2046
2047         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2048         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2049 out:
2050         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2051 }
2052
2053 /**
2054  * wake_up_process - Wake up a specific process
2055  * @p: The process to be woken up.
2056  *
2057  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2058  * processes.
2059  *
2060  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2061  *
2062  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2063  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2064  */
2065 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2066 {
2067         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2068 }
2069 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2070
2071 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2072 {
2073         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2078  */
2079 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2080 {
2081         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2082
2083         dl_se->dl_runtime = 0;
2084         dl_se->dl_deadline = 0;
2085         dl_se->dl_period = 0;
2086         dl_se->flags = 0;
2087         dl_se->dl_bw = 0;
2088
2089         dl_se->dl_throttled = 0;
2090         dl_se->dl_new = 1;
2091         dl_se->dl_yielded = 0;
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2096  * p is forked by current.
2097  *
2098  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2099  */
2100 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2101 {
2102         p->on_rq                        = 0;
2103
2104         p->se.on_rq                     = 0;
2105         p->se.exec_start                = 0;
2106         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2107         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2108         p->se.nr_migrations             = 0;
2109         p->se.vruntime                  = 0;
2110         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2111
2112 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2113         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2114 #endif
2115
2116         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2117         init_dl_task_timer(&p->dl);
2118         __dl_clear_params(p);
2119
2120         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2121
2122 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2123         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2124 #endif
2125
2126 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2127         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2128                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2129                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2130         }
2131
2132         if (clone_flags & CLONE_VM)
2133                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2134         else
2135                 p->numa_preferred_nid = -1;
2136
2137         p->node_stamp = 0ULL;
2138         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2139         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2140         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2141         p->numa_faults = NULL;
2142         p->last_task_numa_placement = 0;
2143         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2144
2145         p->numa_group = NULL;
2146 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2147 }
2148
2149 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2150
2151 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2152
2153 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2154 {
2155         if (enabled)
2156                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2157         else
2158                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2159 }
2160
2161 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2162 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2163                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2164 {
2165         struct ctl_table t;
2166         int err;
2167         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2168
2169         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2170                 return -EPERM;
2171
2172         t = *table;
2173         t.data = &state;
2174         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2175         if (err < 0)
2176                 return err;
2177         if (write)
2178                 set_numabalancing_state(state);
2179         return err;
2180 }
2181 #endif
2182 #endif
2183
2184 /*
2185  * fork()/clone()-time setup:
2186  */
2187 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2188 {
2189         unsigned long flags;
2190         int cpu = get_cpu();
2191
2192         __sched_fork(clone_flags, p);
2193         /*
2194          * We mark the process as running here. This guarantees that
2195          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2196          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2197          */
2198         p->state = TASK_RUNNING;
2199
2200         /*
2201          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2202          */
2203         p->prio = current->normal_prio;
2204
2205         /*
2206          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2207          */
2208         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2209                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2210                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2211                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2212                         p->rt_priority = 0;
2213                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2214                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2215
2216                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2217                 set_load_weight(p);
2218
2219                 /*
2220                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2221                  * fulfilled its duty:
2222                  */
2223                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2224         }
2225
2226         if (dl_prio(p->prio)) {
2227                 put_cpu();
2228                 return -EAGAIN;
2229         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2230                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2231         } else {
2232                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2233         }
2234
2235         if (p->sched_class->task_fork)
2236                 p->sched_class->task_fork(p);
2237
2238         /*
2239          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2240          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2241          * is ran before sched_fork().
2242          *
2243          * Silence PROVE_RCU.
2244          */
2245         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2246         set_task_cpu(p, cpu);
2247         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2248
2249 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2250         if (likely(sched_info_on()))
2251                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2252 #endif
2253 #if defined(CONFIG_SMP)
2254         p->on_cpu = 0;
2255 #endif
2256         init_task_preempt_count(p);
2257 #ifdef CONFIG_SMP
2258         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2259         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2260 #endif
2261
2262         put_cpu();
2263         return 0;
2264 }
2265
2266 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2267 {
2268         if (runtime == RUNTIME_INF)
2269                 return 1ULL << 20;
2270
2271         /*
2272          * Doing this here saves a lot of checks in all
2273          * the calling paths, and returning zero seems
2274          * safe for them anyway.
2275          */
2276         if (period == 0)
2277                 return 0;
2278
2279         return div64_u64(runtime << 20, period);
2280 }
2281
2282 #ifdef CONFIG_SMP
2283 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2284 {
2285         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2286                          "sched RCU must be held");
2287         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2288 }
2289
2290 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2291 {
2292         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2293         int cpus = 0;
2294
2295         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2296                          "sched RCU must be held");
2297         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2298                 cpus++;
2299
2300         return cpus;
2301 }
2302 #else
2303 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2304 {
2305         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2306 }
2307
2308 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2309 {
2310         return 1;
2311 }
2312 #endif
2313
2314 /*
2315  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2316  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2317  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2318  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2319  *
2320  * This function is called while holding p's rq->lock.
2321  *
2322  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2323  * __setparam_dl().
2324  */
2325 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2326                        const struct sched_attr *attr)
2327 {
2328
2329         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2330         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2331         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2332         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2333         int cpus, err = -1;
2334
2335         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2336                 return 0;
2337
2338         /*
2339          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2340          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2341          * allocated bandwidth of the container.
2342          */
2343         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2344         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2345         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2346             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2347                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2348                 err = 0;
2349         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2350                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2351                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2352                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2353                 err = 0;
2354         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2355                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2356                 err = 0;
2357         }
2358         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2359
2360         return err;
2361 }
2362
2363 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2364
2365 /*
2366  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2367  *
2368  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2369  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2370  * on the runqueue and wakes it.
2371  */
2372 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2373 {
2374         unsigned long flags;
2375         struct rq *rq;
2376
2377         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2378         /* Initialize new task's runnable average */
2379         init_entity_runnable_average(&p->se);
2380 #ifdef CONFIG_SMP
2381         /*
2382          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2383          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2384          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2385          */
2386         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2387 #endif
2388
2389         rq = __task_rq_lock(p);
2390         activate_task(rq, p, 0);
2391         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2392         trace_sched_wakeup_new(p);
2393         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2394 #ifdef CONFIG_SMP
2395         if (p->sched_class->task_woken) {
2396                 /*
2397                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2398                  * drop it.
2399                  */
2400                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2401                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2402                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2403         }
2404 #endif
2405         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2406 }
2407
2408 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2409
2410 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2411
2412 void preempt_notifier_inc(void)
2413 {
2414         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2415 }
2416 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2417
2418 void preempt_notifier_dec(void)
2419 {
2420         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2423
2424 /**
2425  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2426  * @notifier: notifier struct to register
2427  */
2428 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2429 {
2430         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2431                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2432
2433         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2436
2437 /**
2438  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2439  * @notifier: notifier struct to unregister
2440  *
2441  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2442  */
2443 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2444 {
2445         hlist_del(&notifier->link);
2446 }
2447 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2448
2449 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2450 {
2451         struct preempt_notifier *notifier;
2452
2453         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2454                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2455 }
2456
2457 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2458 {
2459         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2460                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2461 }
2462
2463 static void
2464 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2465                                    struct task_struct *next)
2466 {
2467         struct preempt_notifier *notifier;
2468
2469         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2470                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2471 }
2472
2473 static __always_inline void
2474 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2475                                  struct task_struct *next)
2476 {
2477         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2478                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2479 }
2480
2481 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2482
2483 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2484 {
2485 }
2486
2487 static inline void
2488 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2489                                  struct task_struct *next)
2490 {
2491 }
2492
2493 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2494
2495 /**
2496  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2497  * @rq: the runqueue preparing to switch
2498  * @prev: the current task that is being switched out
2499  * @next: the task we are going to switch to.
2500  *
2501  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2502  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2503  * switch.
2504  *
2505  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2506  * hooks.
2507  */
2508 static inline void
2509 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2510                     struct task_struct *next)
2511 {
2512         sched_info_switch(rq, prev, next);
2513         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2514         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2515         prepare_lock_switch(rq, next);
2516         prepare_arch_switch(next);
2517 }
2518
2519 /**
2520  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2521  * @prev: the thread we just switched away from.
2522  *
2523  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2524  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2525  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2526  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2527  *
2528  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2529  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2530  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2531  * details.)
2532  *
2533  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2534  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2535  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2536  * because prev may have moved to another CPU.
2537  */
2538 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2539         __releases(rq->lock)
2540 {
2541         struct rq *rq = this_rq();
2542         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2543         long prev_state;
2544
2545         /*
2546          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2547          * because it left us after:
2548          *
2549          *      schedule()
2550          *        preempt_disable();                    // 1
2551          *        __schedule()
2552          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2553          *
2554          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2555          */
2556         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2557                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2558                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2559                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2560
2561         rq->prev_mm = NULL;
2562
2563         /*
2564          * A task struct has one reference for the use as "current".
2565          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2566          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2567          * the scheduled task must drop that reference.
2568          *
2569          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2570          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2571          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2572          * transition, resulting in a double drop.
2573          */
2574         prev_state = prev->state;
2575         vtime_task_switch(prev);
2576         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2577         finish_lock_switch(rq, prev);
2578         finish_arch_post_lock_switch();
2579
2580         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2581         if (mm)
2582                 mmdrop(mm);
2583         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2584                 if (prev->sched_class->task_dead)
2585                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2586
2587                 /*
2588                  * Remove function-return probe instances associated with this
2589                  * task and put them back on the free list.
2590                  */
2591                 kprobe_flush_task(prev);
2592                 put_task_struct(prev);
2593         }
2594
2595         tick_nohz_task_switch();
2596         return rq;
2597 }
2598
2599 #ifdef CONFIG_SMP
2600
2601 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2602 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2603 {
2604         struct callback_head *head, *next;
2605         void (*func)(struct rq *rq);
2606         unsigned long flags;
2607
2608         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2609         head = rq->balance_callback;
2610         rq->balance_callback = NULL;
2611         while (head) {
2612                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2613                 next = head->next;
2614                 head->next = NULL;
2615                 head = next;
2616
2617                 func(rq);
2618         }
2619         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2620 }
2621
2622 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2623 {
2624         if (unlikely(rq->balance_callback))
2625                 __balance_callback(rq);
2626 }
2627
2628 #else
2629
2630 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2631 {
2632 }
2633
2634 #endif
2635
2636 /**
2637  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2638  * @prev: the thread we just switched away from.
2639  */
2640 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2641         __releases(rq->lock)
2642 {
2643         struct rq *rq;
2644
2645         /*
2646          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2647          * finish_task_switch() for details.
2648          *
2649          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2650          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2651          * PREEMPT_COUNT kernels).
2652          */
2653
2654         rq = finish_task_switch(prev);
2655         balance_callback(rq);
2656         preempt_enable();
2657
2658         if (current->set_child_tid)
2659                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2660 }
2661
2662 /*
2663  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2664  */
2665 static inline struct rq *
2666 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2667                struct task_struct *next)
2668 {
2669         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2670
2671         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2672
2673         mm = next->mm;
2674         oldmm = prev->active_mm;
2675         /*
2676          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2677          * combine the page table reload and the switch backend into
2678          * one hypercall.
2679          */
2680         arch_start_context_switch(prev);
2681
2682         if (!mm) {
2683                 next->active_mm = oldmm;
2684                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2685                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2686         } else
2687                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2688
2689         if (!prev->mm) {
2690                 prev->active_mm = NULL;
2691                 rq->prev_mm = oldmm;
2692         }
2693         /*
2694          * Since the runqueue lock will be released by the next
2695          * task (which is an invalid locking op but in the case
2696          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2697          * do an early lockdep release here:
2698          */
2699         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2700         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2701
2702         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2703         switch_to(prev, next, prev);
2704         barrier();
2705
2706         return finish_task_switch(prev);
2707 }
2708
2709 /*
2710  * nr_running and nr_context_switches:
2711  *
2712  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2713  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2714  */
2715 unsigned long nr_running(void)
2716 {
2717         unsigned long i, sum = 0;
2718
2719         for_each_online_cpu(i)
2720                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2721
2722         return sum;
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Check if only the current task is running on the cpu.
2727  *
2728  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2729  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2730  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2731  *
2732  * - from a non-preemptable section (of course)
2733  *
2734  * - from a thread that is bound to a single CPU
2735  *
2736  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2737  */
2738 bool single_task_running(void)
2739 {
2740         return raw_rq()->nr_running == 1;
2741 }
2742 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2743
2744 unsigned long long nr_context_switches(void)
2745 {
2746         int i;
2747         unsigned long long sum = 0;
2748
2749         for_each_possible_cpu(i)
2750                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2751
2752         return sum;
2753 }
2754
2755 unsigned long nr_iowait(void)
2756 {
2757         unsigned long i, sum = 0;
2758
2759         for_each_possible_cpu(i)
2760                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2761
2762         return sum;
2763 }
2764
2765 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2766 {
2767         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2768         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2769 }
2770
2771 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2772 {
2773         struct rq *rq = this_rq();
2774         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2775         *load = rq->load.weight;
2776 }
2777
2778 #ifdef CONFIG_SMP
2779
2780 /*
2781  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2782  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2783  */
2784 void sched_exec(void)
2785 {
2786         struct task_struct *p = current;
2787         unsigned long flags;
2788         int dest_cpu;
2789
2790         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2791         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2792         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2793                 goto unlock;
2794
2795         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2796                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2797
2798                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2799                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2800                 return;
2801         }
2802 unlock:
2803         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2804 }
2805
2806 #endif
2807
2808 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2809 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2810
2811 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2812 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2813
2814 /*
2815  * Return accounted runtime for the task.
2816  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2817  * pending runtime that have not been accounted yet.
2818  */
2819 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2820 {
2821         unsigned long flags;
2822         struct rq *rq;
2823         u64 ns;
2824
2825 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2826         /*
2827          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2828          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2829          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2830          *
2831          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2832          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2833          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2834          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2835          * been accounted, so we're correct here as well.
2836          */
2837         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2838                 return p->se.sum_exec_runtime;
2839 #endif
2840
2841         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2842         /*
2843          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2844          * project cycles that may never be accounted to this
2845          * thread, breaking clock_gettime().
2846          */
2847         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2848                 update_rq_clock(rq);
2849                 p->sched_class->update_curr(rq);
2850         }
2851         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2852         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2853
2854         return ns;
2855 }
2856
2857 /*
2858  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2859  * We call it with interrupts disabled.
2860  */
2861 void scheduler_tick(void)
2862 {
2863         int cpu = smp_processor_id();
2864         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2865         struct task_struct *curr = rq->curr;
2866
2867         sched_clock_tick();
2868
2869         raw_spin_lock(&rq->lock);
2870         update_rq_clock(rq);
2871         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2872         update_cpu_load_active(rq);
2873         calc_global_load_tick(rq);
2874         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2875
2876         perf_event_task_tick();
2877
2878 #ifdef CONFIG_SMP
2879         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2880         trigger_load_balance(rq);
2881 #endif
2882         rq_last_tick_reset(rq);
2883 }
2884
2885 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2886 /**
2887  * scheduler_tick_max_deferment
2888  *
2889  * Keep at least one tick per second when a single
2890  * active task is running because the scheduler doesn't
2891  * yet completely support full dynticks environment.
2892  *
2893  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2894  * balancing, etc... continue to move forward, even
2895  * with a very low granularity.
2896  *
2897  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
2898  */
2899 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2900 {
2901         struct rq *rq = this_rq();
2902         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
2903
2904         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2905
2906         if (time_before_eq(next, now))
2907                 return 0;
2908
2909         return jiffies_to_nsecs(next - now);
2910 }
2911 #endif
2912
2913 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2914 {
2915         if (in_lock_functions(addr)) {
2916                 addr = CALLER_ADDR2;
2917                 if (in_lock_functions(addr))
2918                         addr = CALLER_ADDR3;
2919         }
2920         return addr;
2921 }
2922
2923 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2924                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2925
2926 void preempt_count_add(int val)
2927 {
2928 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2929         /*
2930          * Underflow?
2931          */
2932         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2933                 return;
2934 #endif
2935         __preempt_count_add(val);
2936 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2937         /*
2938          * Spinlock count overflowing soon?
2939          */
2940         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2941                                 PREEMPT_MASK - 10);
2942 #endif
2943         if (preempt_count() == val) {
2944                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
2945 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2946                 current->preempt_disable_ip = ip;
2947 #endif
2948                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
2949         }
2950 }
2951 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
2952 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
2953
2954 void preempt_count_sub(int val)
2955 {
2956 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2957         /*
2958          * Underflow?
2959          */
2960         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2961                 return;
2962         /*
2963          * Is the spinlock portion underflowing?
2964          */
2965         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2966                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2967                 return;
2968 #endif
2969
2970         if (preempt_count() == val)
2971                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2972         __preempt_count_sub(val);
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
2975 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
2976
2977 #endif
2978
2979 /*
2980  * Print scheduling while atomic bug:
2981  */
2982 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2983 {
2984         if (oops_in_progress)
2985                 return;
2986
2987         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2988                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2989
2990         debug_show_held_locks(prev);
2991         print_modules();
2992         if (irqs_disabled())
2993                 print_irqtrace_events(prev);
2994 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2995         if (in_atomic_preempt_off()) {
2996                 pr_err("Preemption disabled at:");
2997                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
2998                 pr_cont("\n");
2999         }
3000 #endif
3001         dump_stack();
3002         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3007  */
3008 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3009 {
3010 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3011         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3012                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3013 #endif
3014
3015         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3016                 __schedule_bug(prev);
3017                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3018         }
3019         rcu_sleep_check();
3020
3021         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3022
3023         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3024 }
3025
3026 /*
3027  * Pick up the highest-prio task:
3028  */
3029 static inline struct task_struct *
3030 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3031 {
3032         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3033         struct task_struct *p;
3034
3035         /*
3036          * Optimization: we know that if all tasks are in
3037          * the fair class we can call that function directly:
3038          */
3039         if (likely(prev->sched_class == class &&
3040                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3041                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3042                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3043                         goto again;
3044
3045                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3046                 if (unlikely(!p))
3047                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3048
3049                 return p;
3050         }
3051
3052 again:
3053         for_each_class(class) {
3054                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
3055                 if (p) {
3056                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3057                                 goto again;
3058                         return p;
3059                 }
3060         }
3061
3062         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3063 }
3064
3065 /*
3066  * __schedule() is the main scheduler function.
3067  *
3068  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3069  *
3070  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3071  *
3072  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3073  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3074  *
3075  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3076  *      interrupt handler scheduler_tick().
3077  *
3078  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3079  *      task to the run-queue and that's it.
3080  *
3081  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3082  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3083  *      called on the nearest possible occasion:
3084  *
3085  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3086  *
3087  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3088  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3089  *           spin_unlock()!)
3090  *
3091  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3092  *           preemptible context
3093  *
3094  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3095  *         then at the next:
3096  *
3097  *          - cond_resched() call
3098  *          - explicit schedule() call
3099  *          - return from syscall or exception to user-space
3100  *          - return from interrupt-handler to user-space
3101  *
3102  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3103  */
3104 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3105 {
3106         struct task_struct *prev, *next;
3107         unsigned long *switch_count;
3108         struct rq *rq;
3109         int cpu;
3110
3111         cpu = smp_processor_id();
3112         rq = cpu_rq(cpu);
3113         rcu_note_context_switch();
3114         prev = rq->curr;
3115
3116         /*
3117          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3118          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3119          * inconsistent (higher) preempt count.
3120          *
3121          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3122          * about this.
3123          */
3124         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3125                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3126
3127         schedule_debug(prev);
3128
3129         if (sched_feat(HRTICK))
3130                 hrtick_clear(rq);
3131
3132         /*
3133          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3134          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3135          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3136          */
3137         smp_mb__before_spinlock();
3138         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3139         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3140
3141         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3142
3143         switch_count = &prev->nivcsw;
3144         if (!preempt && prev->state) {
3145                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3146                         prev->state = TASK_RUNNING;
3147                 } else {
3148                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3149                         prev->on_rq = 0;
3150
3151                         /*
3152                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3153                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3154                          * concurrency.
3155                          */
3156                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3157                                 struct task_struct *to_wakeup;
3158
3159                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3160                                 if (to_wakeup)
3161                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3162                         }
3163                 }
3164                 switch_count = &prev->nvcsw;
3165         }
3166
3167         if (task_on_rq_queued(prev))
3168                 update_rq_clock(rq);
3169
3170         next = pick_next_task(rq, prev);
3171         clear_tsk_need_resched(prev);
3172         clear_preempt_need_resched();
3173         rq->clock_skip_update = 0;
3174
3175         if (likely(prev != next)) {
3176                 rq->nr_switches++;
3177                 rq->curr = next;
3178                 ++*switch_count;
3179
3180                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3181                 rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3182                 cpu = cpu_of(rq);
3183         } else {
3184                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
3185                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3186         }
3187
3188         balance_callback(rq);
3189 }
3190
3191 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3192 {
3193         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3194                 return;
3195         /*
3196          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3197          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3198          */
3199         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3200                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3201 }
3202
3203 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3204 {
3205         struct task_struct *tsk = current;
3206
3207         sched_submit_work(tsk);
3208         do {
3209                 preempt_disable();
3210                 __schedule(false);
3211                 sched_preempt_enable_no_resched();
3212         } while (need_resched());
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3215
3216 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3217 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3218 {
3219         /*
3220          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3221          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3222          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3223          * we find a better solution.
3224          *
3225          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3226          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3227          * too frequently to make sense yet.
3228          */
3229         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3230         schedule();
3231         exception_exit(prev_state);
3232 }
3233 #endif
3234
3235 /**
3236  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3237  *
3238  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3239  */
3240 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3241 {
3242         sched_preempt_enable_no_resched();
3243         schedule();
3244         preempt_disable();
3245 }
3246
3247 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3248 {
3249         do {
3250                 preempt_disable_notrace();
3251                 __schedule(true);
3252                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3253
3254                 /*
3255                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3256                  * between schedule and now.
3257                  */
3258         } while (need_resched());
3259 }
3260
3261 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3262 /*
3263  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3264  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3265  * occur there and call schedule directly.
3266  */
3267 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3268 {
3269         /*
3270          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3271          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3272          */
3273         if (likely(!preemptible()))
3274                 return;
3275
3276         preempt_schedule_common();
3277 }
3278 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3279 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3280
3281 /**
3282  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3283  *
3284  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3285  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3286  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3287  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3288  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3289  * to be called when the system is still in usermode.
3290  *
3291  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3292  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3293  * calling the scheduler.
3294  */
3295 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3296 {
3297         enum ctx_state prev_ctx;
3298
3299         if (likely(!preemptible()))
3300                 return;
3301
3302         do {
3303                 preempt_disable_notrace();
3304                 /*
3305                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3306                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3307                  * an infinite recursion.
3308                  */
3309                 prev_ctx = exception_enter();
3310                 __schedule(true);
3311                 exception_exit(prev_ctx);
3312
3313                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3314         } while (need_resched());
3315 }
3316 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3317
3318 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3319
3320 /*
3321  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3322  * off of irq context.
3323  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3324  * protect us against recursive calling from irq.
3325  */
3326 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3327 {
3328         enum ctx_state prev_state;
3329
3330         /* Catch callers which need to be fixed */
3331         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3332
3333         prev_state = exception_enter();
3334
3335         do {
3336                 preempt_disable();
3337                 local_irq_enable();
3338                 __schedule(true);
3339                 local_irq_disable();
3340                 sched_preempt_enable_no_resched();
3341         } while (need_resched());
3342
3343         exception_exit(prev_state);
3344 }
3345
3346 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3347                           void *key)
3348 {
3349         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3352
3353 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3354
3355 /*
3356  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3357  * @p: task
3358  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3359  *
3360  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3361  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3362  *
3363  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3364  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3365  */
3366 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3367 {
3368         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = ENQUEUE_RESTORE;
3369         struct rq *rq;
3370         const struct sched_class *prev_class;
3371
3372         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3373
3374         rq = __task_rq_lock(p);
3375
3376         /*
3377          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3378          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3379          *
3380          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3381          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3382          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3383          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3384          * with interrupts disabled and will complete the lock
3385          * protected section without being interrupted. So there is no
3386          * real need to boost.
3387          */
3388         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3389                 WARN_ON(p != rq->curr);
3390                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3391                 goto out_unlock;
3392         }
3393
3394         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3395         oldprio = p->prio;
3396         prev_class = p->sched_class;
3397         queued = task_on_rq_queued(p);
3398         running = task_current(rq, p);
3399         if (queued)
3400                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3401         if (running)
3402                 put_prev_task(rq, p);
3403
3404         /*
3405          * Boosting condition are:
3406          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3407          *      --> -dl task blocks on mutex A
3408          *
3409          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3410          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3411          *          running task
3412          */
3413         if (dl_prio(prio)) {
3414                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3415                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3416                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3417                         p->dl.dl_boosted = 1;
3418                         enqueue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3419                 } else
3420                         p->dl.dl_boosted = 0;
3421                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3422         } else if (rt_prio(prio)) {
3423                 if (dl_prio(oldprio))
3424                         p->dl.dl_boosted = 0;
3425                 if (oldprio < prio)
3426                         enqueue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3427                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3428         } else {
3429                 if (dl_prio(oldprio))
3430                         p->dl.dl_boosted = 0;
3431                 if (rt_prio(oldprio))
3432                         p->rt.timeout = 0;
3433                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3434         }
3435
3436         p->prio = prio;
3437
3438         if (running)
3439                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3440         if (queued)
3441                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3442
3443         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3444 out_unlock:
3445         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3446         __task_rq_unlock(rq);
3447
3448         balance_callback(rq);
3449         preempt_enable();
3450 }
3451 #endif
3452
3453 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3454 {
3455         int old_prio, delta, queued;
3456         unsigned long flags;
3457         struct rq *rq;
3458
3459         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3460                 return;
3461         /*
3462          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3463          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3464          */
3465         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3466         /*
3467          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3468          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3469          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3470          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3471          */
3472         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3473                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3474                 goto out_unlock;
3475         }
3476         queued = task_on_rq_queued(p);
3477         if (queued)
3478                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3479
3480         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3481         set_load_weight(p);
3482         old_prio = p->prio;
3483         p->prio = effective_prio(p);
3484         delta = p->prio - old_prio;
3485
3486         if (queued) {
3487                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3488                 /*
3489                  * If the task increased its priority or is running and
3490                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3491                  */
3492                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3493                         resched_curr(rq);
3494         }
3495 out_unlock:
3496         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3499
3500 /*
3501  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3502  * @p: task
3503  * @nice: nice value
3504  */
3505 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3506 {
3507         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3508         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3509
3510         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3511                 capable(CAP_SYS_NICE));
3512 }
3513
3514 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3515
3516 /*
3517  * sys_nice - change the priority of the current process.
3518  * @increment: priority increment
3519  *
3520  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3521  * does similar things.
3522  */
3523 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3524 {
3525         long nice, retval;
3526
3527         /*
3528          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3529          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3530          * and we have a single winner.
3531          */
3532         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3533         nice = task_nice(current) + increment;
3534
3535         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3536         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3537                 return -EPERM;
3538
3539         retval = security_task_setnice(current, nice);
3540         if (retval)
3541                 return retval;
3542
3543         set_user_nice(current, nice);
3544         return 0;
3545 }
3546
3547 #endif
3548
3549 /**
3550  * task_prio - return the priority value of a given task.
3551  * @p: the task in question.
3552  *
3553  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3554  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3555  * around 0, value goes from -16 to +15.
3556  */
3557 int task_prio(const struct task_struct *p)
3558 {
3559         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3560 }
3561
3562 /**
3563  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3564  * @cpu: the processor in question.
3565  *
3566  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3567  */
3568 int idle_cpu(int cpu)
3569 {
3570         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3571
3572         if (rq->curr != rq->idle)
3573                 return 0;
3574
3575         if (rq->nr_running)
3576                 return 0;
3577
3578 #ifdef CONFIG_SMP
3579         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3580                 return 0;
3581 #endif
3582
3583         return 1;
3584 }
3585
3586 /**
3587  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3588  * @cpu: the processor in question.
3589  *
3590  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3591  */
3592 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3593 {
3594         return cpu_rq(cpu)->idle;
3595 }
3596
3597 /**
3598  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3599  * @pid: the pid in question.
3600  *
3601  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3602  */
3603 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3604 {
3605         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3606 }
3607
3608 /*
3609  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3610  * SCHED_DEADLINE task.
3611  *
3612  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3613  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3614  * for the first time with its new policy.
3615  */
3616 static void
3617 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3618 {
3619         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3620
3621         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3622         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3623         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3624         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3625         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3626
3627         /*
3628          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3629          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3630          *
3631          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3632          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3633          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3634          * amount.
3635          *
3636          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3637          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3638          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3639          * before the current scheduling deadline.
3640          *
3641          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3642          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3643          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3644          * consume more than promised.
3645          */
3646 }
3647
3648 /*
3649  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3650  * it calls know not to change it.
3651  */
3652 #define SETPARAM_POLICY -1
3653
3654 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3655                 const struct sched_attr *attr)
3656 {
3657         int policy = attr->sched_policy;
3658
3659         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3660                 policy = p->policy;
3661
3662         p->policy = policy;
3663
3664         if (dl_policy(policy))
3665                 __setparam_dl(p, attr);
3666         else if (fair_policy(policy))
3667                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3668
3669         /*
3670          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3671          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3672          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3673          */
3674         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3675         p->normal_prio = normal_prio(p);
3676         set_load_weight(p);
3677 }
3678
3679 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3680 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3681                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3682 {
3683         __setscheduler_params(p, attr);
3684
3685         /*
3686          * Keep a potential priority boosting if called from
3687          * sched_setscheduler().
3688          */
3689         if (keep_boost)
3690                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3691         else
3692                 p->prio = normal_prio(p);
3693
3694         if (dl_prio(p->prio))
3695                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3696         else if (rt_prio(p->prio))
3697                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3698         else
3699                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3700 }
3701
3702 static void
3703 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3704 {
3705         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3706
3707         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3708         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3709         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3710         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3711         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3712 }
3713
3714 /*
3715  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3716  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3717  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3718  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3719  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3720  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3721  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3722  * sched_period, as the latter can be zero).
3723  */
3724 static bool
3725 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3726 {
3727         /* deadline != 0 */
3728         if (attr->sched_deadline == 0)
3729                 return false;
3730
3731         /*
3732          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3733          * that big.
3734          */
3735         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3736                 return false;
3737
3738         /*
3739          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3740          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3741          */
3742         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3743             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3744                 return false;
3745
3746         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3747         if ((attr->sched_period != 0 &&
3748              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3749             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3750                 return false;
3751
3752         return true;
3753 }
3754
3755 /*
3756  * check the target process has a UID that matches the current process's
3757  */
3758 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3759 {
3760         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3761         bool match;
3762
3763         rcu_read_lock();
3764         pcred = __task_cred(p);
3765         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3766                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3767         rcu_read_unlock();
3768         return match;
3769 }
3770
3771 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
3772                 const struct sched_attr *attr)
3773 {
3774         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3775
3776         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
3777                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
3778                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
3779                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
3780                 return true;
3781
3782         return false;
3783 }
3784
3785 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3786                                 const struct sched_attr *attr,
3787                                 bool user, bool pi)
3788 {
3789         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3790                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3791         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
3792         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
3793         unsigned long flags;
3794         const struct sched_class *prev_class;
3795         struct rq *rq;
3796         int reset_on_fork;
3797
3798         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3799         BUG_ON(in_interrupt());
3800 recheck:
3801         /* double check policy once rq lock held */
3802         if (policy < 0) {
3803                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3804                 policy = oldpolicy = p->policy;
3805         } else {
3806                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3807
3808                 if (!valid_policy(policy))
3809                         return -EINVAL;
3810         }
3811
3812         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
3813                 return -EINVAL;
3814
3815         /*
3816          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3817          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3818          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3819          */
3820         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3821             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3822                 return -EINVAL;
3823         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
3824             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
3825                 return -EINVAL;
3826
3827         /*
3828          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3829          */
3830         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3831                 if (fair_policy(policy)) {
3832                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
3833                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
3834                                 return -EPERM;
3835                 }
3836
3837                 if (rt_policy(policy)) {
3838                         unsigned long rlim_rtprio =
3839                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3840
3841                         /* can't set/change the rt policy */
3842                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3843                                 return -EPERM;
3844
3845                         /* can't increase priority */
3846                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
3847                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
3848                                 return -EPERM;
3849                 }
3850
3851                  /*
3852                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
3853                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
3854                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
3855                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
3856                   */
3857                 if (dl_policy(policy))
3858                         return -EPERM;
3859
3860                 /*
3861                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3862                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3863                  */
3864                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
3865                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
3866                                 return -EPERM;
3867                 }
3868
3869                 /* can't change other user's priorities */
3870                 if (!check_same_owner(p))
3871                         return -EPERM;
3872
3873                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3874                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3875                         return -EPERM;
3876         }
3877
3878         if (user) {
3879                 retval = security_task_setscheduler(p);
3880                 if (retval)
3881                         return retval;
3882         }
3883
3884         /*
3885          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3886          * changing the priority of the task:
3887          *
3888          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3889          * runqueue lock must be held.
3890          */
3891         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3892
3893         /*
3894          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3895          */
3896         if (p == rq->stop) {
3897                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3898                 return -EINVAL;
3899         }
3900
3901         /*
3902          * If not changing anything there's no need to proceed further,
3903          * but store a possible modification of reset_on_fork.
3904          */
3905         if (unlikely(policy == p->policy)) {
3906                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
3907                         goto change;
3908                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
3909                         goto change;
3910                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
3911                         goto change;
3912
3913                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3914                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3915                 return 0;
3916         }
3917 change:
3918
3919         if (user) {
3920 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3921                 /*
3922                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3923                  * assigned.
3924                  */
3925                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3926                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3927                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3928                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3929                         return -EPERM;
3930                 }
3931 #endif
3932 #ifdef CONFIG_SMP
3933                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
3934                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
3935
3936                         /*
3937                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
3938                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
3939                          * will also fail if there's no bandwidth available.
3940                          */
3941                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
3942                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
3943                                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3944                                 return -EPERM;
3945                         }
3946                 }
3947 #endif
3948         }
3949
3950         /* recheck policy now with rq lock held */
3951         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3952                 policy = oldpolicy = -1;
3953                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3954                 goto recheck;
3955         }
3956
3957         /*
3958          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
3959          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
3960          * is available.
3961          */
3962         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
3963                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3964                 return -EBUSY;
3965         }
3966
3967         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3968         oldprio = p->prio;
3969
3970         if (pi) {
3971                 /*
3972                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
3973                  * effective priority is unchanged, we just store the new
3974                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
3975                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
3976                  * itself.
3977                  */
3978                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
3979                 if (new_effective_prio == oldprio) {
3980                         __setscheduler_params(p, attr);
3981                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3982                         return 0;
3983                 }
3984         }
3985
3986         queued = task_on_rq_queued(p);
3987         running = task_current(rq, p);
3988         if (queued)
3989                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3990         if (running)
3991                 put_prev_task(rq, p);
3992
3993         prev_class = p->sched_class;
3994         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
3995
3996         if (running)
3997                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3998         if (queued) {
3999                 int enqueue_flags = ENQUEUE_RESTORE;
4000                 /*
4001                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4002                  * increased (user space view).
4003                  */
4004                 if (oldprio <= p->prio)
4005                         enqueue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4006
4007                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flags);
4008         }
4009
4010         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4011         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4012         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4013
4014         if (pi)
4015                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4016
4017         /*
4018          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4019          */
4020         balance_callback(rq);
4021         preempt_enable();
4022
4023         return 0;
4024 }
4025
4026 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4027                                const struct sched_param *param, bool check)
4028 {
4029         struct sched_attr attr = {
4030                 .sched_policy   = policy,
4031                 .sched_priority = param->sched_priority,
4032                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4033         };
4034
4035         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4036         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4037                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4038                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4039                 attr.sched_policy = policy;
4040         }
4041
4042         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4043 }
4044 /**
4045  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4046  * @p: the task in question.
4047  * @policy: new policy.
4048  * @param: structure containing the new RT priority.
4049  *
4050  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4051  *
4052  * NOTE that the task may be already dead.
4053  */
4054 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4055                        const struct sched_param *param)
4056 {
4057         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4058 }
4059 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4060
4061 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4062 {
4063         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4064 }
4065 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4066
4067 /**
4068  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4069  * @p: the task in question.
4070  * @policy: new policy.
4071  * @param: structure containing the new RT priority.
4072  *
4073  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4074  * current context has permission.  For example, this is needed in
4075  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4076  * but our caller might not have that capability.
4077  *
4078  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4079  */
4080 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4081                                const struct sched_param *param)
4082 {
4083         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4084 }
4085 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4086
4087 static int
4088 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4089 {
4090         struct sched_param lparam;
4091         struct task_struct *p;
4092         int retval;
4093
4094         if (!param || pid < 0)
4095                 return -EINVAL;
4096         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4097                 return -EFAULT;
4098
4099         rcu_read_lock();
4100         retval = -ESRCH;
4101         p = find_process_by_pid(pid);
4102         if (p != NULL)
4103                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4104         rcu_read_unlock();
4105
4106         return retval;
4107 }
4108
4109 /*
4110  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4111  */
4112 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4113                            struct sched_attr *attr)
4114 {
4115         u32 size;
4116         int ret;
4117
4118         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4119                 return -EFAULT;
4120
4121         /*
4122          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4123          */
4124         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4125
4126         ret = get_user(size, &uattr->size);
4127         if (ret)
4128                 return ret;
4129
4130         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4131                 goto err_size;
4132
4133         if (!size)              /* abi compat */
4134                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4135
4136         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4137                 goto err_size;
4138
4139         /*
4140          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4141          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4142          * user-space does not rely on any kernel feature
4143          * extensions we dont know about yet.
4144          */
4145         if (size > sizeof(*attr)) {
4146                 unsigned char __user *addr;
4147                 unsigned char __user *end;
4148                 unsigned char val;
4149
4150                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4151                 end  = (void __user *)uattr + size;
4152
4153                 for (; addr < end; addr++) {
4154                         ret = get_user(val, addr);
4155                         if (ret)
4156                                 return ret;
4157                         if (val)
4158                                 goto err_size;
4159                 }
4160                 size = sizeof(*attr);
4161         }
4162
4163         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4164         if (ret)
4165                 return -EFAULT;
4166
4167         /*
4168          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4169          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4170          */
4171         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4172
4173         return 0;
4174
4175 err_size:
4176         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4177         return -E2BIG;
4178 }
4179
4180 /**
4181  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4182  * @pid: the pid in question.
4183  * @policy: new policy.
4184  * @param: structure containing the new RT priority.
4185  *
4186  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4187  */
4188 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4189                 struct sched_param __user *, param)
4190 {
4191         /* negative values for policy are not valid */
4192         if (policy < 0)
4193                 return -EINVAL;
4194
4195         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4196 }
4197
4198 /**
4199  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4200  * @pid: the pid in question.
4201  * @param: structure containing the new RT priority.
4202  *
4203  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4204  */
4205 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4206 {
4207         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4208 }
4209
4210 /**
4211  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4212  * @pid: the pid in question.
4213  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4214  * @flags: for future extension.
4215  */
4216 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4217                                unsigned int, flags)
4218 {
4219         struct sched_attr attr;
4220         struct task_struct *p;
4221         int retval;
4222
4223         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4224                 return -EINVAL;
4225
4226         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4227         if (retval)
4228                 return retval;
4229
4230         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4231                 return -EINVAL;
4232
4233         rcu_read_lock();
4234         retval = -ESRCH;
4235         p = find_process_by_pid(pid);
4236         if (p != NULL)
4237                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4238         rcu_read_unlock();
4239
4240         return retval;
4241 }
4242
4243 /**
4244  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4245  * @pid: the pid in question.
4246  *
4247  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4248  * code.
4249  */
4250 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4251 {
4252         struct task_struct *p;
4253         int retval;
4254
4255         if (pid < 0)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         retval = -ESRCH;
4259         rcu_read_lock();
4260         p = find_process_by_pid(pid);
4261         if (p) {
4262                 retval = security_task_getscheduler(p);
4263                 if (!retval)
4264                         retval = p->policy
4265                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4266         }
4267         rcu_read_unlock();
4268         return retval;
4269 }
4270
4271 /**
4272  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4273  * @pid: the pid in question.
4274  * @param: structure containing the RT priority.
4275  *
4276  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4277  * code.
4278  */
4279 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4280 {
4281         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4282         struct task_struct *p;
4283         int retval;
4284
4285         if (!param || pid < 0)
4286                 return -EINVAL;
4287
4288         rcu_read_lock();
4289         p = find_process_by_pid(pid);
4290         retval = -ESRCH;
4291         if (!p)
4292                 goto out_unlock;
4293
4294         retval = security_task_getscheduler(p);
4295         if (retval)
4296                 goto out_unlock;
4297
4298         if (task_has_rt_policy(p))
4299                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4300         rcu_read_unlock();
4301
4302         /*
4303          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4304          */
4305         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4306
4307         return retval;
4308
4309 out_unlock:
4310         rcu_read_unlock();
4311         return retval;
4312 }
4313
4314 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4315                            struct sched_attr *attr,
4316                            unsigned int usize)
4317 {
4318         int ret;
4319
4320         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4321                 return -EFAULT;
4322
4323         /*
4324          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4325          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4326          * user-space does not get uncomplete information.
4327          */
4328         if (usize < sizeof(*attr)) {
4329                 unsigned char *addr;
4330                 unsigned char *end;
4331
4332                 addr = (void *)attr + usize;
4333                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4334
4335                 for (; addr < end; addr++) {
4336                         if (*addr)
4337                                 return -EFBIG;
4338                 }
4339
4340                 attr->size = usize;
4341         }
4342
4343         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4344         if (ret)
4345                 return -EFAULT;
4346
4347         return 0;
4348 }
4349
4350 /**
4351  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4352  * @pid: the pid in question.
4353  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4354  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4355  * @flags: for future extension.
4356  */
4357 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4358                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4359 {
4360         struct sched_attr attr = {
4361                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4362         };
4363         struct task_struct *p;
4364         int retval;
4365
4366         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4367             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4368                 return -EINVAL;
4369
4370         rcu_read_lock();
4371         p = find_process_by_pid(pid);
4372         retval = -ESRCH;
4373         if (!p)
4374                 goto out_unlock;
4375
4376         retval = security_task_getscheduler(p);
4377         if (retval)
4378                 goto out_unlock;
4379
4380         attr.sched_policy = p->policy;
4381         if (p->sched_reset_on_fork)
4382                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4383         if (task_has_dl_policy(p))
4384                 __getparam_dl(p, &attr);
4385         else if (task_has_rt_policy(p))
4386                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4387         else
4388                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4389
4390         rcu_read_unlock();
4391
4392         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4393         return retval;
4394
4395 out_unlock:
4396         rcu_read_unlock();
4397         return retval;
4398 }
4399
4400 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4401 {
4402         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4403         struct task_struct *p;
4404         int retval;
4405
4406         rcu_read_lock();
4407
4408         p = find_process_by_pid(pid);
4409         if (!p) {
4410                 rcu_read_unlock();
4411                 return -ESRCH;
4412         }
4413
4414         /* Prevent p going away */
4415         get_task_struct(p);
4416         rcu_read_unlock();
4417
4418         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4419                 retval = -EINVAL;
4420                 goto out_put_task;
4421         }
4422         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4423                 retval = -ENOMEM;
4424                 goto out_put_task;
4425         }
4426         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4427                 retval = -ENOMEM;
4428                 goto out_free_cpus_allowed;
4429         }
4430         retval = -EPERM;
4431         if (!check_same_owner(p)) {
4432                 rcu_read_lock();
4433                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4434                         rcu_read_unlock();
4435                         goto out_free_new_mask;
4436                 }
4437                 rcu_read_unlock();
4438         }
4439
4440         retval = security_task_setscheduler(p);
4441         if (retval)
4442                 goto out_free_new_mask;
4443
4444
4445         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4446         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4447
4448         /*
4449          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4450          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4451          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4452          * root_domain.
4453          */
4454 #ifdef CONFIG_SMP
4455         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4456                 rcu_read_lock();
4457                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4458                         retval = -EBUSY;
4459                         rcu_read_unlock();
4460                         goto out_free_new_mask;
4461                 }
4462                 rcu_read_unlock();
4463         }
4464 #endif
4465 again:
4466         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4467
4468         if (!retval) {
4469                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4470                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4471                         /*
4472                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4473                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4474                          * cpuset's cpus_allowed
4475                          */
4476                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4477                         goto again;
4478                 }
4479         }
4480 out_free_new_mask:
4481         free_cpumask_var(new_mask);
4482 out_free_cpus_allowed:
4483         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4484 out_put_task:
4485         put_task_struct(p);
4486         return retval;
4487 }
4488
4489 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4490                              struct cpumask *new_mask)
4491 {
4492         if (len < cpumask_size())
4493                 cpumask_clear(new_mask);
4494         else if (len > cpumask_size())
4495                 len = cpumask_size();
4496
4497         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4498 }
4499
4500 /**
4501  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4502  * @pid: pid of the process
4503  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4504  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4505  *
4506  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4507  */
4508 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4509                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4510 {
4511         cpumask_var_t new_mask;
4512         int retval;
4513
4514         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4515                 return -ENOMEM;
4516
4517         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4518         if (retval == 0)
4519                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4520         free_cpumask_var(new_mask);
4521         return retval;
4522 }
4523
4524 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4525 {
4526         struct task_struct *p;
4527         unsigned long flags;
4528         int retval;
4529
4530         rcu_read_lock();
4531
4532         retval = -ESRCH;
4533         p = find_process_by_pid(pid);
4534         if (!p)
4535                 goto out_unlock;
4536
4537         retval = security_task_getscheduler(p);
4538         if (retval)
4539                 goto out_unlock;
4540
4541         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4542         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4543         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4544
4545 out_unlock:
4546         rcu_read_unlock();
4547
4548         return retval;
4549 }
4550
4551 /**
4552  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4553  * @pid: pid of the process
4554  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4555  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4556  *
4557  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4558  */
4559 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4560                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4561 {
4562         int ret;
4563         cpumask_var_t mask;
4564
4565         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4566                 return -EINVAL;
4567         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4568                 return -EINVAL;
4569
4570         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4571                 return -ENOMEM;
4572
4573         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4574         if (ret == 0) {
4575                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4576
4577                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4578                         ret = -EFAULT;
4579                 else
4580                         ret = retlen;
4581         }
4582         free_cpumask_var(mask);
4583
4584         return ret;
4585 }
4586
4587 /**
4588  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4589  *
4590  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4591  * other threads running on this CPU then this function will return.
4592  *
4593  * Return: 0.
4594  */
4595 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4596 {
4597         struct rq *rq = this_rq_lock();
4598
4599         schedstat_inc(rq, yld_count);
4600         current->sched_class->yield_task(rq);
4601
4602         /*
4603          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4604          * no need to preempt or enable interrupts:
4605          */
4606         __release(rq->lock);
4607         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4608         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4609         sched_preempt_enable_no_resched();
4610
4611         schedule();
4612
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 int __sched _cond_resched(void)
4617 {
4618         if (should_resched(0)) {
4619                 preempt_schedule_common();
4620                 return 1;
4621         }
4622         return 0;
4623 }
4624 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4625
4626 /*
4627  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4628  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4629  *
4630  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4631  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4632  * spin_unlock(), once by hand).
4633  */
4634 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4635 {
4636         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4637         int ret = 0;
4638
4639         lockdep_assert_held(lock);
4640
4641         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4642                 spin_unlock(lock);
4643                 if (resched)
4644                         preempt_schedule_common();
4645                 else
4646                         cpu_relax();
4647                 ret = 1;
4648                 spin_lock(lock);
4649         }
4650         return ret;
4651 }
4652 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4653
4654 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4655 {
4656         BUG_ON(!in_softirq());
4657
4658         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4659                 local_bh_enable();
4660                 preempt_schedule_common();
4661                 local_bh_disable();
4662                 return 1;
4663         }
4664         return 0;
4665 }
4666 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4667
4668 /**
4669  * yield - yield the current processor to other threads.
4670  *
4671  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4672  *
4673  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4674  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4675  * it, its already broken.
4676  *
4677  * Typical broken usage is:
4678  *
4679  * while (!event)
4680  *      yield();
4681  *
4682  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4683  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4684  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4685  *
4686  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4687  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4688  * If you still want to use yield(), do not!
4689  */
4690 void __sched yield(void)
4691 {
4692         set_current_state(TASK_RUNNING);
4693         sys_sched_yield();
4694 }
4695 EXPORT_SYMBOL(yield);
4696
4697 /**
4698  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4699  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4700  * processor it's on.
4701  * @p: target task
4702  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4703  *
4704  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4705  * can't go away on us before we can do any checks.
4706  *
4707  * Return:
4708  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4709  *      false (0) if we failed to boost the target.
4710  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4711  */
4712 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4713 {
4714         struct task_struct *curr = current;
4715         struct rq *rq, *p_rq;
4716         unsigned long flags;
4717         int yielded = 0;
4718
4719         local_irq_save(flags);
4720         rq = this_rq();
4721
4722 again:
4723         p_rq = task_rq(p);
4724         /*
4725          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4726          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4727          */
4728         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4729                 yielded = -ESRCH;
4730                 goto out_irq;
4731         }
4732
4733         double_rq_lock(rq, p_rq);
4734         if (task_rq(p) != p_rq) {
4735                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4736                 goto again;
4737         }
4738
4739         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4740                 goto out_unlock;
4741
4742         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4743                 goto out_unlock;
4744
4745         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4746                 goto out_unlock;
4747
4748         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4749         if (yielded) {
4750                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4751                 /*
4752                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4753                  * fairness.
4754                  */
4755                 if (preempt && rq != p_rq)
4756                         resched_curr(p_rq);
4757         }
4758
4759 out_unlock:
4760         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4761 out_irq:
4762         local_irq_restore(flags);
4763
4764         if (yielded > 0)
4765                 schedule();
4766
4767         return yielded;
4768 }
4769 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4770
4771 /*
4772  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4773  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4774  */
4775 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4776 {
4777         int old_iowait = current->in_iowait;
4778         struct rq *rq;
4779         long ret;
4780
4781         current->in_iowait = 1;
4782         blk_schedule_flush_plug(current);
4783
4784         delayacct_blkio_start();
4785         rq = raw_rq();
4786         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4787         ret = schedule_timeout(timeout);
4788         current->in_iowait = old_iowait;
4789         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4790         delayacct_blkio_end();
4791
4792         return ret;
4793 }
4794 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
4795
4796 /**
4797  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4798  * @policy: scheduling class.
4799  *
4800  * Return: On success, this syscall returns the maximum
4801  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4802  * On failure, a negative error code is returned.
4803  */
4804 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4805 {
4806         int ret = -EINVAL;
4807
4808         switch (policy) {
4809         case SCHED_FIFO:
4810         case SCHED_RR:
4811                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4812                 break;
4813         case SCHED_DEADLINE:
4814         case SCHED_NORMAL:
4815         case SCHED_BATCH:
4816         case SCHED_IDLE:
4817                 ret = 0;
4818                 break;
4819         }
4820         return ret;
4821 }
4822
4823 /**
4824  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4825  * @policy: scheduling class.
4826  *
4827  * Return: On success, this syscall returns the minimum
4828  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4829  * On failure, a negative error code is returned.
4830  */
4831 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4832 {
4833         int ret = -EINVAL;
4834
4835         switch (policy) {
4836         case SCHED_FIFO:
4837         case SCHED_RR:
4838                 ret = 1;
4839                 break;
4840         case SCHED_DEADLINE:
4841         case SCHED_NORMAL:
4842         case SCHED_BATCH:
4843         case SCHED_IDLE:
4844                 ret = 0;
4845         }
4846         return ret;
4847 }
4848
4849 /**
4850  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4851  * @pid: pid of the process.
4852  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4853  *
4854  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4855  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4856  *
4857  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
4858  * an error code.
4859  */
4860 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4861                 struct timespec __user *, interval)
4862 {
4863         struct task_struct *p;
4864         unsigned int time_slice;
4865         unsigned long flags;
4866         struct rq *rq;
4867         int retval;
4868         struct timespec t;
4869
4870         if (pid < 0)
4871                 return -EINVAL;
4872
4873         retval = -ESRCH;
4874         rcu_read_lock();
4875         p = find_process_by_pid(pid);
4876         if (!p)
4877                 goto out_unlock;
4878
4879         retval = security_task_getscheduler(p);
4880         if (retval)
4881                 goto out_unlock;
4882
4883         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4884         time_slice = 0;
4885         if (p->sched_class->get_rr_interval)
4886                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4887         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4888
4889         rcu_read_unlock();
4890         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4891         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4892         return retval;
4893
4894 out_unlock:
4895         rcu_read_unlock();
4896         return retval;
4897 }
4898
4899 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4900
4901 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4902 {
4903         unsigned long free = 0;
4904         int ppid;
4905         unsigned long state = p->state;
4906
4907         if (state)
4908                 state = __ffs(state) + 1;
4909         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4910                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4911 #if BITS_PER_LONG == 32
4912         if (state == TASK_RUNNING)
4913                 printk(KERN_CONT " running  ");
4914         else
4915                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4916 #else
4917         if (state == TASK_RUNNING)
4918                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4919         else
4920                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4921 #endif
4922 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4923         free = stack_not_used(p);
4924 #endif
4925         ppid = 0;
4926         rcu_read_lock();
4927         if (pid_alive(p))
4928                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4929         rcu_read_unlock();
4930         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4931                 task_pid_nr(p), ppid,
4932                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4933
4934         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4935         show_stack(p, NULL);
4936 }
4937
4938 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4939 {
4940         struct task_struct *g, *p;
4941
4942 #if BITS_PER_LONG == 32
4943         printk(KERN_INFO
4944                 "  task                PC stack   pid father\n");
4945 #else
4946         printk(KERN_INFO
4947                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4948 #endif
4949         rcu_read_lock();
4950         for_each_process_thread(g, p) {
4951                 /*
4952                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4953                  * console might take a lot of time:
4954                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
4955                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
4956                  * an IPI.
4957                  */
4958                 touch_nmi_watchdog();
4959                 touch_all_softlockup_watchdogs();
4960                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4961                         sched_show_task(p);
4962         }
4963
4964 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4965         sysrq_sched_debug_show();
4966 #endif
4967         rcu_read_unlock();
4968         /*
4969          * Only show locks if all tasks are dumped:
4970          */
4971         if (!state_filter)
4972                 debug_show_all_locks();
4973 }
4974
4975 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4976 {
4977         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4978 }
4979
4980 /**
4981  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4982  * @idle: task in question
4983  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4984  *
4985  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4986  * flag, to make booting more robust.
4987  */
4988 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4989 {
4990         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4991         unsigned long flags;
4992
4993         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
4994         raw_spin_lock(&rq->lock);
4995
4996         __sched_fork(0, idle);
4997         idle->state = TASK_RUNNING;
4998         idle->se.exec_start = sched_clock();
4999
5000 #ifdef CONFIG_SMP
5001         /*
5002          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5003          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5004          *
5005          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5006          */
5007         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5008 #endif
5009         /*
5010          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5011          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5012          * lockdep check in task_group() will fail.
5013          *
5014          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5015          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5016          *
5017          * Silence PROVE_RCU
5018          */
5019         rcu_read_lock();
5020         __set_task_cpu(idle, cpu);
5021         rcu_read_unlock();
5022
5023         rq->curr = rq->idle = idle;
5024         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5025 #ifdef CONFIG_SMP
5026         idle->on_cpu = 1;
5027 #endif
5028         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5029         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5030
5031         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5032         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5033
5034         /*
5035          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5036          */
5037         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5038         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5039         vtime_init_idle(idle, cpu);
5040 #ifdef CONFIG_SMP
5041         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5042 #endif
5043 }
5044
5045 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5046                               const struct cpumask *trial)
5047 {
5048         int ret = 1, trial_cpus;
5049         struct dl_bw *cur_dl_b;
5050         unsigned long flags;
5051
5052         if (!cpumask_weight(cur))
5053                 return ret;
5054
5055         rcu_read_lock_sched();
5056         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5057         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5058
5059         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5060         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5061             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5062                 ret = 0;
5063         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5064         rcu_read_unlock_sched();
5065
5066         return ret;
5067 }
5068
5069 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5070                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5071 {
5072         int ret = 0;
5073
5074         /*
5075          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5076          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5077          * affinity and isolating such threads by their set of
5078          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5079          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5080          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5081          * before cpus_allowed may be changed.
5082          */
5083         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5084                 ret = -EINVAL;
5085                 goto out;
5086         }
5087
5088 #ifdef CONFIG_SMP
5089         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5090                                               cs_cpus_allowed)) {
5091                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5092                                                         cs_cpus_allowed);
5093                 struct dl_bw *dl_b;
5094                 bool overflow;
5095                 int cpus;
5096                 unsigned long flags;
5097
5098                 rcu_read_lock_sched();
5099                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5100                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5101                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5102                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5103                 if (overflow)
5104                         ret = -EBUSY;
5105                 else {
5106                         /*
5107                          * We reserve space for this task in the destination
5108                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5109                          * We will free resources in the source root_domain
5110                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5111                          */
5112                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5113                 }
5114                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5115                 rcu_read_unlock_sched();
5116
5117         }
5118 #endif
5119 out:
5120         return ret;
5121 }
5122
5123 #ifdef CONFIG_SMP
5124
5125 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5126 /* Migrate current task p to target_cpu */
5127 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5128 {
5129         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5130         int curr_cpu = task_cpu(p);
5131
5132         if (curr_cpu == target_cpu)
5133                 return 0;
5134
5135         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5136                 return -EINVAL;
5137
5138         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5139
5140         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5141         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5142 }
5143
5144 /*
5145  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5146  * tasks on the runqueues
5147  */
5148 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5149 {
5150         struct rq *rq;
5151         unsigned long flags;
5152         bool queued, running;
5153
5154         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5155         queued = task_on_rq_queued(p);
5156         running = task_current(rq, p);
5157
5158         if (queued)
5159                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5160         if (running)
5161                 put_prev_task(rq, p);
5162
5163         p->numa_preferred_nid = nid;
5164
5165         if (running)
5166                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5167         if (queued)
5168                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5169         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5170 }
5171 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5172
5173 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5174 /*
5175  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5176  * offline.
5177  */
5178 void idle_task_exit(void)
5179 {
5180         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5181
5182         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5183
5184         if (mm != &init_mm) {
5185                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5186                 finish_arch_post_lock_switch();
5187         }
5188         mmdrop(mm);
5189 }
5190
5191 /*
5192  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5193  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5194  * nr_active count is stable.
5195  *
5196  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5197  */
5198 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5199 {
5200         long delta = calc_load_fold_active(rq);
5201         if (delta)
5202                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5203 }
5204
5205 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5206 {
5207 }
5208
5209 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5210         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5211 };
5212
5213 static struct task_struct fake_task = {
5214         /*
5215          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5216          */
5217         .prio = MAX_PRIO + 1,
5218         .sched_class = &fake_sched_class,
5219 };
5220
5221 /*
5222  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5223  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5224  *
5225  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5226  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5227  * because of lock validation efforts.
5228  */
5229 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5230 {
5231         struct rq *rq = dead_rq;
5232         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5233         int dest_cpu;
5234
5235         /*
5236          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5237          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5238          *
5239          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5240          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5241          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5242          * done here.
5243          */
5244         rq->stop = NULL;
5245
5246         /*
5247          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5248          * class method both need to have an up-to-date
5249          * value of rq->clock[_task]
5250          */
5251         update_rq_clock(rq);
5252
5253         for (;;) {
5254                 /*
5255                  * There's this thread running, bail when that's the only
5256                  * remaining thread.
5257                  */
5258                 if (rq->nr_running == 1)
5259                         break;
5260
5261                 /*
5262                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5263                  */
5264                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5265                 next = pick_next_task(rq, &fake_task);
5266                 BUG_ON(!next);
5267                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5268
5269                 /*
5270                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5271                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5272                  * stabilizes the mask.
5273                  *
5274                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5275                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5276                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5277                  */
5278                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5279                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5280                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5281                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5282
5283                 /*
5284                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5285                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5286                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5287                  */
5288                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5289                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5290                         continue;
5291                 }
5292
5293                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5294                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5295
5296                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5297                 if (rq != dead_rq) {
5298                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5299                         rq = dead_rq;
5300                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5301                 }
5302                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5303         }
5304
5305         rq->stop = stop;
5306 }
5307 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5308
5309 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5310
5311 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5312         {
5313                 .procname       = "sched_domain",
5314                 .mode           = 0555,
5315         },
5316         {}
5317 };
5318
5319 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5320         {
5321                 .procname       = "kernel",
5322                 .mode           = 0555,
5323                 .child          = sd_ctl_dir,
5324         },
5325         {}
5326 };
5327
5328 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5329 {
5330         struct ctl_table *entry =
5331                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5332
5333         return entry;
5334 }
5335
5336 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5337 {
5338         struct ctl_table *entry;
5339
5340         /*
5341          * In the intermediate directories, both the child directory and
5342          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5343          * will always be set. In the lowest directory the names are
5344          * static strings and all have proc handlers.
5345          */
5346         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5347                 if (entry->child)
5348                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5349                 if (entry->proc_handler == NULL)
5350                         kfree(entry->procname);
5351         }
5352
5353         kfree(*tablep);
5354         *tablep = NULL;
5355 }
5356
5357 static int min_load_idx = 0;
5358 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5359
5360 static void
5361 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5362                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5363                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5364                 bool load_idx)
5365 {
5366         entry->procname = procname;
5367         entry->data = data;
5368         entry->maxlen = maxlen;
5369         entry->mode = mode;
5370         entry->proc_handler = proc_handler;
5371
5372         if (load_idx) {
5373                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5374                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5375         }
5376 }
5377
5378 static struct ctl_table *
5379 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5380 {
5381         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(14);
5382
5383         if (table == NULL)
5384                 return NULL;
5385
5386         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5387                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5388         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5389                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5390         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5391                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5392         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5393                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5394         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5395                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5396         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5397                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5398         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5399                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5400         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5401                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5402         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5403                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5404         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5405                 &sd->cache_nice_tries,
5406                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5407         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5408                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5409         set_table_entry(&table[11], "max_newidle_lb_cost",
5410                 &sd->max_newidle_lb_cost,
5411                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5412         set_table_entry(&table[12], "name", sd->name,
5413                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5414         /* &table[13] is terminator */
5415
5416         return table;
5417 }
5418
5419 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5420 {
5421         struct ctl_table *entry, *table;
5422         struct sched_domain *sd;
5423         int domain_num = 0, i;
5424         char buf[32];
5425
5426         for_each_domain(cpu, sd)
5427                 domain_num++;
5428         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5429         if (table == NULL)
5430                 return NULL;
5431
5432         i = 0;
5433         for_each_domain(cpu, sd) {
5434                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5435                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5436                 entry->mode = 0555;
5437                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5438                 entry++;
5439                 i++;
5440         }
5441         return table;
5442 }
5443
5444 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5445 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5446 {
5447         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5448         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5449         char buf[32];
5450
5451         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5452         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5453
5454         if (entry == NULL)
5455                 return;
5456
5457         for_each_possible_cpu(i) {
5458                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5459                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5460                 entry->mode = 0555;
5461                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5462                 entry++;
5463         }
5464
5465         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5466         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5467 }
5468
5469 /* may be called multiple times per register */
5470 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5471 {
5472         unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5473         sd_sysctl_header = NULL;
5474         if (sd_ctl_dir[0].child)
5475                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5476 }
5477 #else
5478 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5479 {
5480 }
5481 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5482 {
5483 }
5484 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG && CONFIG_SYSCTL */
5485
5486 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5487 {
5488         if (!rq->online) {
5489                 const struct sched_class *class;
5490
5491                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5492                 rq->online = 1;
5493
5494                 for_each_class(class) {
5495                         if (class->rq_online)
5496                                 class->rq_online(rq);
5497                 }
5498         }
5499 }
5500
5501 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5502 {
5503         if (rq->online) {
5504                 const struct sched_class *class;
5505
5506                 for_each_class(class) {
5507                         if (class->rq_offline)
5508                                 class->rq_offline(rq);
5509                 }
5510
5511                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5512                 rq->online = 0;
5513         }
5514 }
5515
5516 /*
5517  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5518  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5519  */
5520 static int
5521 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5522 {
5523         int cpu = (long)hcpu;
5524         unsigned long flags;
5525         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5526
5527         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5528
5529         case CPU_UP_PREPARE:
5530                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5531                 account_reset_rq(rq);
5532                 break;
5533
5534         case CPU_ONLINE:
5535                 /* Update our root-domain */
5536                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5537                 if (rq->rd) {
5538                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5539
5540                         set_rq_online(rq);
5541                 }
5542                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5543                 break;
5544
5545 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5546         case CPU_DYING:
5547                 sched_ttwu_pending();
5548                 /* Update our root-domain */
5549                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5550                 if (rq->rd) {
5551                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5552                         set_rq_offline(rq);
5553                 }
5554                 migrate_tasks(rq);
5555                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5556                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5557                 break;
5558
5559         case CPU_DEAD:
5560                 calc_load_migrate(rq);
5561                 break;
5562 #endif
5563         }
5564
5565         update_max_interval();
5566
5567         return NOTIFY_OK;
5568 }
5569
5570 /*
5571  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5572  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5573  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5574  */
5575 static struct notifier_block migration_notifier = {
5576         .notifier_call = migration_call,
5577         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5578 };
5579
5580 static void set_cpu_rq_start_time(void)
5581 {
5582         int cpu = smp_processor_id();
5583         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5584         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5585 }
5586
5587 static int sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5588                                       unsigned long action, void *hcpu)
5589 {
5590         int cpu = (long)hcpu;
5591
5592         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5593         case CPU_STARTING:
5594                 set_cpu_rq_start_time();
5595                 return NOTIFY_OK;
5596
5597         case CPU_ONLINE:
5598                 /*
5599                  * At this point a starting CPU has marked itself as online via
5600                  * set_cpu_online(). But it might not yet have marked itself
5601                  * as active, which is essential from here on.
5602                  */
5603                 set_cpu_active(cpu, true);
5604                 stop_machine_unpark(cpu);
5605                 return NOTIFY_OK;
5606
5607         case CPU_DOWN_FAILED:
5608                 set_cpu_active(cpu, true);
5609                 return NOTIFY_OK;
5610
5611         default:
5612                 return NOTIFY_DONE;
5613         }
5614 }
5615
5616 static int sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5617                                         unsigned long action, void *hcpu)
5618 {
5619         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5620         case CPU_DOWN_PREPARE:
5621                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5622                 return NOTIFY_OK;
5623         default:
5624                 return NOTIFY_DONE;
5625         }
5626 }
5627
5628 static int __init migration_init(void)
5629 {
5630         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5631         int err;
5632
5633         /* Initialize migration for the boot CPU */
5634         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5635         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5636         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5637         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5638
5639         /* Register cpu active notifiers */
5640         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5641         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5642
5643         return 0;
5644 }
5645 early_initcall(migration_init);
5646
5647 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5648
5649 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5650
5651 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5652
5653 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5654 {
5655         sched_debug_enabled = 1;
5656
5657         return 0;
5658 }
5659 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5660
5661 static inline bool sched_debug(void)
5662 {
5663         return sched_debug_enabled;
5664 }
5665
5666 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5667                                   struct cpumask *groupmask)
5668 {
5669         struct sched_group *group = sd->groups;
5670
5671         cpumask_clear(groupmask);
5672
5673         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5674
5675         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5676                 printk("does not load-balance\n");
5677                 if (sd->parent)
5678                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5679                                         " has parent");
5680                 return -1;
5681         }
5682
5683         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5684                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5685
5686         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5687                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5688                                 "CPU%d\n", cpu);
5689         }
5690         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5691                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5692                                 " CPU%d\n", cpu);
5693         }
5694
5695         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5696         do {
5697                 if (!group) {
5698                         printk("\n");
5699                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5700                         break;
5701                 }
5702
5703                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5704                         printk(KERN_CONT "\n");
5705                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5706                         break;
5707                 }
5708
5709                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5710                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5711                         printk(KERN_CONT "\n");
5712                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5713                         break;
5714                 }
5715
5716                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5717
5718                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5719                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5720                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5721                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5722                                 group->sgc->capacity);
5723                 }
5724
5725                 group = group->next;
5726         } while (group != sd->groups);
5727         printk(KERN_CONT "\n");
5728
5729         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5730                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5731
5732         if (sd->parent &&
5733             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5734                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5735                         "of domain->span\n");
5736         return 0;
5737 }
5738
5739 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5740 {
5741         int level = 0;
5742
5743         if (!sched_debug_enabled)
5744                 return;
5745
5746         if (!sd) {
5747                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5748                 return;
5749         }
5750
5751         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5752
5753         for (;;) {
5754                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5755                         break;
5756                 level++;
5757                 sd = sd->parent;
5758                 if (!sd)
5759                         break;
5760         }
5761 }
5762 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5763 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5764 static inline bool sched_debug(void)
5765 {
5766         return false;
5767 }
5768 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5769
5770 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5771 {
5772         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5773                 return 1;
5774
5775         /* Following flags need at least 2 groups */
5776         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5777                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5778                          SD_BALANCE_FORK |
5779                          SD_BALANCE_EXEC |
5780                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5781                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5782                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5783                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5784                         return 0;
5785         }
5786
5787         /* Following flags don't use groups */
5788         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5789                 return 0;
5790
5791         return 1;
5792 }
5793
5794 static int
5795 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5796 {
5797         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5798
5799         if (sd_degenerate(parent))
5800                 return 1;
5801
5802         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5803                 return 0;
5804
5805         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5806         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5807                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5808                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5809                                 SD_BALANCE_FORK |
5810                                 SD_BALANCE_EXEC |
5811                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5812                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5813                                 SD_PREFER_SIBLING |
5814                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5815                 if (nr_node_ids == 1)
5816                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5817         }
5818         if (~cflags & pflags)
5819                 return 0;
5820
5821         return 1;
5822 }
5823
5824 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5825 {
5826         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5827
5828         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5829         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5830         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5831         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5832         free_cpumask_var(rd->online);
5833         free_cpumask_var(rd->span);
5834         kfree(rd);
5835 }
5836
5837 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5838 {
5839         struct root_domain *old_rd = NULL;
5840         unsigned long flags;
5841
5842         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5843
5844         if (rq->rd) {
5845                 old_rd = rq->rd;
5846
5847                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5848                         set_rq_offline(rq);
5849
5850                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5851
5852                 /*
5853                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5854                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5855                  * in this function:
5856                  */
5857                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5858                         old_rd = NULL;
5859         }
5860
5861         atomic_inc(&rd->refcount);
5862         rq->rd = rd;
5863
5864         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5865         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5866                 set_rq_online(rq);
5867
5868         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5869
5870         if (old_rd)
5871                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5872 }
5873
5874 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5875 {
5876         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5877
5878         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5879                 goto out;
5880         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5881                 goto free_span;
5882         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5883                 goto free_online;
5884         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5885                 goto free_dlo_mask;
5886
5887         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5888         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5889                 goto free_dlo_mask;
5890
5891         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5892                 goto free_rto_mask;
5893         return 0;
5894
5895 free_rto_mask:
5896         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5897 free_dlo_mask:
5898         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5899 free_online:
5900         free_cpumask_var(rd->online);
5901 free_span:
5902         free_cpumask_var(rd->span);
5903 out:
5904         return -ENOMEM;
5905 }
5906
5907 /*
5908  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5909  * members (mimicking the global state we have today).
5910  */
5911 struct root_domain def_root_domain;
5912
5913 static void init_defrootdomain(void)
5914 {
5915         init_rootdomain(&def_root_domain);
5916
5917         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5918 }
5919
5920 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5921 {
5922         struct root_domain *rd;
5923
5924         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5925         if (!rd)
5926                 return NULL;
5927
5928         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5929                 kfree(rd);
5930                 return NULL;
5931         }
5932
5933         return rd;
5934 }
5935
5936 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5937 {
5938         struct sched_group *tmp, *first;
5939
5940         if (!sg)
5941                 return;
5942
5943         first = sg;
5944         do {
5945                 tmp = sg->next;
5946
5947                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5948                         kfree(sg->sgc);
5949
5950                 kfree(sg);
5951                 sg = tmp;
5952         } while (sg != first);
5953 }
5954
5955 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5956 {
5957         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5958
5959         /*
5960          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5961          * nuke them all.
5962          */
5963         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5964                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5965         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5966                 kfree(sd->groups->sgc);
5967                 kfree(sd->groups);
5968         }
5969         kfree(sd);
5970 }
5971
5972 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5973 {
5974         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5975 }
5976
5977 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5978 {
5979         for (; sd; sd = sd->parent)
5980                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5981 }
5982
5983 /*
5984  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5985  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5986  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5987  *
5988  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5989  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5990  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5991  */
5992 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5993 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5994 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5995 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5996 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5997 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5998
5999 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6000 {
6001         struct sched_domain *sd;
6002         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
6003         int id = cpu;
6004         int size = 1;
6005
6006         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6007         if (sd) {
6008                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6009                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6010                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
6011         }
6012         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
6013
6014         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6015         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6016         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6017
6018         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6019         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6020
6021         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6022         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6023 }
6024
6025 /*
6026  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6027  * hold the hotplug lock.
6028  */
6029 static void
6030 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6031 {
6032         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6033         struct sched_domain *tmp;
6034
6035         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6036         for (tmp = sd; tmp; ) {
6037                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6038                 if (!parent)
6039                         break;
6040
6041                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6042                         tmp->parent = parent->parent;
6043                         if (parent->parent)
6044                                 parent->parent->child = tmp;
6045                         /*
6046                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6047                          * degenerate parent; the spans match for this
6048                          * so the property transfers.
6049                          */
6050                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6051                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6052                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6053                 } else
6054                         tmp = tmp->parent;
6055         }
6056
6057         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6058                 tmp = sd;
6059                 sd = sd->parent;
6060                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6061                 if (sd)
6062                         sd->child = NULL;
6063         }
6064
6065         sched_domain_debug(sd, cpu);
6066
6067         rq_attach_root(rq, rd);
6068         tmp = rq->sd;
6069         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6070         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6071
6072         update_top_cache_domain(cpu);
6073 }
6074
6075 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6076 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6077 {
6078         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6079         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6080         return 1;
6081 }
6082
6083 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6084
6085 struct s_data {
6086         struct sched_domain ** __percpu sd;
6087         struct root_domain      *rd;
6088 };
6089
6090 enum s_alloc {
6091         sa_rootdomain,
6092         sa_sd,
6093         sa_sd_storage,
6094         sa_none,
6095 };
6096
6097 /*
6098  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6099  * domain traversal.
6100  *
6101  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6102  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6103  * range.
6104  *
6105  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6106  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6107  * cpu they're built on, so check that.
6108  *
6109  */
6110 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6111 {
6112         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6113         struct sd_data *sdd = sd->private;
6114         struct sched_domain *sibling;
6115         int i;
6116
6117         for_each_cpu(i, span) {
6118                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6119                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6120                         continue;
6121
6122                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6123         }
6124 }
6125
6126 /*
6127  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6128  * of this group that's also in the iteration mask.
6129  */
6130 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6131 {
6132         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6133 }
6134
6135 static int
6136 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6137 {
6138         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6139         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6140         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6141         struct sd_data *sdd = sd->private;
6142         struct sched_domain *sibling;
6143         int i;
6144
6145         cpumask_clear(covered);
6146
6147         for_each_cpu(i, span) {
6148                 struct cpumask *sg_span;
6149
6150                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6151                         continue;
6152
6153                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6154
6155                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6156                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6157                         continue;
6158
6159                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6160                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6161
6162                 if (!sg)
6163                         goto fail;
6164
6165                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6166                 if (sibling->child)
6167                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6168                 else
6169                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6170
6171                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6172
6173                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6174                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6175                         build_group_mask(sd, sg);
6176
6177                 /*
6178                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6179                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6180                  * die on a /0 trap.
6181                  */
6182                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6183
6184                 /*
6185                  * Make sure the first group of this domain contains the
6186                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6187                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6188                  */
6189                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6190                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6191                         groups = sg;
6192
6193                 if (!first)
6194                         first = sg;
6195                 if (last)
6196                         last->next = sg;
6197                 last = sg;
6198                 last->next = first;
6199         }
6200         sd->groups = groups;
6201
6202         return 0;
6203
6204 fail:
6205         free_sched_groups(first, 0);
6206
6207         return -ENOMEM;
6208 }
6209
6210 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6211 {
6212         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6213         struct sched_domain *child = sd->child;
6214
6215         if (child)
6216                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6217
6218         if (sg) {
6219                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6220                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6221                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6222         }
6223
6224         return cpu;
6225 }
6226
6227 /*
6228  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6229  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6230  * and ->cpu_capacity to 0.
6231  *
6232  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6233  */
6234 static int
6235 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6236 {
6237         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6238         struct sd_data *sdd = sd->private;
6239         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6240         struct cpumask *covered;
6241         int i;
6242
6243         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6244         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6245
6246         if (cpu != cpumask_first(span))
6247                 return 0;
6248
6249         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6250         covered = sched_domains_tmpmask;
6251
6252         cpumask_clear(covered);
6253
6254         for_each_cpu(i, span) {
6255                 struct sched_group *sg;
6256                 int group, j;
6257
6258                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6259                         continue;
6260
6261                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6262                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6263
6264                 for_each_cpu(j, span) {
6265                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6266                                 continue;
6267
6268                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6269                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6270                 }
6271
6272                 if (!first)
6273                         first = sg;
6274                 if (last)
6275                         last->next = sg;
6276                 last = sg;
6277         }
6278         last->next = first;
6279
6280         return 0;
6281 }
6282
6283 /*
6284  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6285  *
6286  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6287  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6288  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6289  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6290  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6291  * group having less cpu_capacity.
6292  */
6293 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6294 {
6295         struct sched_group *sg = sd->groups;
6296
6297         WARN_ON(!sg);
6298
6299         do {
6300                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6301                 sg = sg->next;
6302         } while (sg != sd->groups);
6303
6304         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6305                 return;
6306
6307         update_group_capacity(sd, cpu);
6308         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6309 }
6310
6311 /*
6312  * Initializers for schedule domains
6313  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6314  */
6315
6316 static int default_relax_domain_level = -1;
6317 int sched_domain_level_max;
6318
6319 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6320 {
6321         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6322                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6323
6324         return 1;
6325 }
6326 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6327
6328 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6329                                  struct sched_domain_attr *attr)
6330 {
6331         int request;
6332
6333         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6334                 if (default_relax_domain_level < 0)
6335                         return;
6336                 else
6337                         request = default_relax_domain_level;
6338         } else
6339                 request = attr->relax_domain_level;
6340         if (request < sd->level) {
6341                 /* turn off idle balance on this domain */
6342                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6343         } else {
6344                 /* turn on idle balance on this domain */
6345                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6346         }
6347 }
6348
6349 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6350 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6351
6352 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6353                                  const struct cpumask *cpu_map)
6354 {
6355         switch (what) {
6356         case sa_rootdomain:
6357                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6358                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6359         case sa_sd:
6360                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6361         case sa_sd_storage:
6362                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6363         case sa_none:
6364                 break;
6365         }
6366 }
6367
6368 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6369                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6370 {
6371         memset(d, 0, sizeof(*d));
6372
6373         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6374                 return sa_sd_storage;
6375         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6376         if (!d->sd)
6377                 return sa_sd_storage;
6378         d->rd = alloc_rootdomain();
6379         if (!d->rd)
6380                 return sa_sd;
6381         return sa_rootdomain;
6382 }
6383
6384 /*
6385  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6386  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6387  * will not free the data we're using.
6388  */
6389 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6390 {
6391         struct sd_data *sdd = sd->private;
6392
6393         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6394         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6395
6396         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6397                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6398
6399         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6400                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6401 }
6402
6403 #ifdef CONFIG_NUMA
6404 static int sched_domains_numa_levels;
6405 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6406 static int *sched_domains_numa_distance;
6407 int sched_max_numa_distance;
6408 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6409 static int sched_domains_curr_level;
6410 #endif
6411
6412 /*
6413  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6414  *
6415  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6416  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6417  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6418  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6419  *
6420  * Odd one out:
6421  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6422  */
6423 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6424         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6425          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6426          SD_NUMA |                      \
6427          SD_ASYM_PACKING |              \
6428          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6429
6430 static struct sched_domain *
6431 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6432 {
6433         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6434         int sd_weight, sd_flags = 0;
6435
6436 #ifdef CONFIG_NUMA
6437         /*
6438          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6439          */
6440         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6441 #endif
6442
6443         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6444
6445         if (tl->sd_flags)
6446                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6447         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6448                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6449                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6450
6451         *sd = (struct sched_domain){
6452                 .min_interval           = sd_weight,
6453                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6454                 .busy_factor            = 32,
6455                 .imbalance_pct          = 125,
6456
6457                 .cache_nice_tries       = 0,
6458                 .busy_idx               = 0,
6459                 .idle_idx               = 0,
6460                 .newidle_idx            = 0,
6461                 .wake_idx               = 0,
6462                 .forkexec_idx           = 0,
6463
6464                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6465                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6466                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6467                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6468                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6469                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6470                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6471                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6472                                         | 0*SD_SERIALIZE
6473                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6474                                         | 0*SD_NUMA
6475                                         | sd_flags
6476                                         ,
6477
6478                 .last_balance           = jiffies,
6479                 .balance_interval       = sd_weight,
6480                 .smt_gain               = 0,
6481                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6482                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6483 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6484                 .name                   = tl->name,
6485 #endif
6486         };
6487
6488         /*
6489          * Convert topological properties into behaviour.
6490          */
6491
6492         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6493                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6494                 sd->imbalance_pct = 110;
6495                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6496
6497         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6498                 sd->imbalance_pct = 117;
6499                 sd->cache_nice_tries = 1;
6500                 sd->busy_idx = 2;
6501
6502 #ifdef CONFIG_NUMA
6503         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6504                 sd->cache_nice_tries = 2;
6505                 sd->busy_idx = 3;
6506                 sd->idle_idx = 2;
6507
6508                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6509                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6510                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6511                                        SD_BALANCE_FORK |
6512                                        SD_WAKE_AFFINE);
6513                 }
6514
6515 #endif
6516         } else {
6517                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6518                 sd->cache_nice_tries = 1;
6519                 sd->busy_idx = 2;
6520                 sd->idle_idx = 1;
6521         }
6522
6523         sd->private = &tl->data;
6524
6525         return sd;
6526 }
6527
6528 /*
6529  * Topology list, bottom-up.
6530  */
6531 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6532 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6533         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6534 #endif
6535 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6536         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6537 #endif
6538         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6539         { NULL, },
6540 };
6541
6542 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6543         default_topology;
6544
6545 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6546         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6547
6548 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6549 {
6550         sched_domain_topology = tl;
6551 }
6552
6553 #ifdef CONFIG_NUMA
6554
6555 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6556 {
6557         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6558 }
6559
6560 static void sched_numa_warn(const char *str)
6561 {
6562         static int done = false;
6563         int i,j;
6564
6565         if (done)
6566                 return;
6567
6568         done = true;
6569
6570         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6571
6572         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6573                 printk(KERN_WARNING "  ");
6574                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6575                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6576                 printk(KERN_CONT "\n");
6577         }
6578         printk(KERN_WARNING "\n");
6579 }
6580
6581 bool find_numa_distance(int distance)
6582 {
6583         int i;
6584
6585         if (distance == node_distance(0, 0))
6586                 return true;
6587
6588         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6589                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6590                         return true;
6591         }
6592
6593         return false;
6594 }
6595
6596 /*
6597  * A system can have three types of NUMA topology:
6598  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6599  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6600  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6601  *
6602  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6603  * topology lies in whether communication between not directly
6604  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6605  * could run), or through backplane controllers. This affects
6606  * placement of programs.
6607  *
6608  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6609  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6610  *   is directly connected.
6611  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6612  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6613  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6614  */
6615 static void init_numa_topology_type(void)
6616 {
6617         int a, b, c, n;
6618
6619         n = sched_max_numa_distance;
6620
6621         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6622                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6623                 return;
6624         }
6625
6626         for_each_online_node(a) {
6627                 for_each_online_node(b) {
6628                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6629                         if (node_distance(a, b) < n)
6630                                 continue;
6631
6632                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6633                         for_each_online_node(c) {
6634                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6635                                     node_distance(b, c) < n) {
6636                                         sched_numa_topology_type =
6637                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6638                                         return;
6639                                 }
6640                         }
6641
6642                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6643                         return;
6644                 }
6645         }
6646 }
6647
6648 static void sched_init_numa(void)
6649 {
6650         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6651         struct sched_domain_topology_level *tl;
6652         int level = 0;
6653         int i, j, k;
6654
6655         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6656         if (!sched_domains_numa_distance)
6657                 return;
6658
6659         /*
6660          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6661          * unique distances in the node_distance() table.
6662          *
6663          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6664          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6665          */
6666         next_distance = curr_distance;
6667         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6668                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6669                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6670                                 int distance = node_distance(i, k);
6671
6672                                 if (distance > curr_distance &&
6673                                     (distance < next_distance ||
6674                                      next_distance == curr_distance))
6675                                         next_distance = distance;
6676
6677                                 /*
6678                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6679                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6680                                  * equally connected to A.
6681                                  */
6682                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6683                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6684
6685                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6686                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6687                         }
6688                         if (next_distance != curr_distance) {
6689                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6690                                 sched_domains_numa_levels = level;
6691                                 curr_distance = next_distance;
6692                         } else break;
6693                 }
6694
6695                 /*
6696                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6697                  */
6698                 if (!sched_debug())
6699                         break;
6700         }
6701
6702         if (!level)
6703                 return;
6704
6705         /*
6706          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6707          * identity distance node_distance(i,i).
6708          *
6709          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6710          * numbers.
6711          */
6712
6713         /*
6714          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6715          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6716          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6717          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6718          * in other functions.
6719          *
6720          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6721          */
6722         sched_domains_numa_levels = 0;
6723
6724         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6725         if (!sched_domains_numa_masks)
6726                 return;
6727
6728         /*
6729          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6730          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6731          */
6732         for (i = 0; i < level; i++) {
6733                 sched_domains_numa_masks[i] =
6734                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6735                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6736                         return;
6737
6738                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6739                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6740                         if (!mask)
6741                                 return;
6742
6743                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6744
6745                         for_each_node(k) {
6746                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6747                                         continue;
6748
6749                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6750                         }
6751                 }
6752         }
6753
6754         /* Compute default topology size */
6755         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6756
6757         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6758                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6759         if (!tl)
6760                 return;
6761
6762         /*
6763          * Copy the default topology bits..
6764          */
6765         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6766                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6767
6768         /*
6769          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6770          */
6771         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6772                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6773                         .mask = sd_numa_mask,
6774                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6775                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6776                         .numa_level = j,
6777                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6778                 };
6779         }
6780
6781         sched_domain_topology = tl;
6782
6783         sched_domains_numa_levels = level;
6784         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6785
6786         init_numa_topology_type();
6787 }
6788
6789 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6790 {
6791         int i, j;
6792         int node = cpu_to_node(cpu);
6793
6794         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6795                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6796                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6797                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6798                 }
6799         }
6800 }
6801
6802 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6803 {
6804         int i, j;
6805         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6806                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6807                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6808         }
6809 }
6810
6811 /*
6812  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6813  * are onlined.
6814  */
6815 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6816                                            unsigned long action,
6817                                            void *hcpu)
6818 {
6819         int cpu = (long)hcpu;
6820
6821         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6822         case CPU_ONLINE:
6823                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6824                 break;
6825
6826         case CPU_DEAD:
6827                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6828                 break;
6829
6830         default:
6831                 return NOTIFY_DONE;
6832         }
6833
6834         return NOTIFY_OK;
6835 }
6836 #else
6837 static inline void sched_init_numa(void)
6838 {
6839 }
6840
6841 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6842                                            unsigned long action,
6843                                            void *hcpu)
6844 {
6845         return 0;
6846 }
6847 #endif /* CONFIG_NUMA */
6848
6849 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6850 {
6851         struct sched_domain_topology_level *tl;
6852         int j;
6853
6854         for_each_sd_topology(tl) {
6855                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6856
6857                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6858                 if (!sdd->sd)
6859                         return -ENOMEM;
6860
6861                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6862                 if (!sdd->sg)
6863                         return -ENOMEM;
6864
6865                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6866                 if (!sdd->sgc)
6867                         return -ENOMEM;
6868
6869                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6870                         struct sched_domain *sd;
6871                         struct sched_group *sg;
6872                         struct sched_group_capacity *sgc;
6873
6874                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6875                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6876                         if (!sd)
6877                                 return -ENOMEM;
6878
6879                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6880
6881                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6882                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6883                         if (!sg)
6884                                 return -ENOMEM;
6885
6886                         sg->next = sg;
6887
6888                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6889
6890                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6891                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6892                         if (!sgc)
6893                                 return -ENOMEM;
6894
6895                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6896                 }
6897         }
6898
6899         return 0;
6900 }
6901
6902 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6903 {
6904         struct sched_domain_topology_level *tl;
6905         int j;
6906
6907         for_each_sd_topology(tl) {
6908                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6909
6910                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6911                         struct sched_domain *sd;
6912
6913                         if (sdd->sd) {
6914                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6915                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6916                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6917                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6918                         }
6919
6920                         if (sdd->sg)
6921                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6922                         if (sdd->sgc)
6923                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6924                 }
6925                 free_percpu(sdd->sd);
6926                 sdd->sd = NULL;
6927                 free_percpu(sdd->sg);
6928                 sdd->sg = NULL;
6929                 free_percpu(sdd->sgc);
6930                 sdd->sgc = NULL;
6931         }
6932 }
6933
6934 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6935                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6936                 struct sched_domain *child, int cpu)
6937 {
6938         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
6939         if (!sd)
6940                 return child;
6941
6942         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6943         if (child) {
6944                 sd->level = child->level + 1;
6945                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6946                 child->parent = sd;
6947                 sd->child = child;
6948
6949                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6950                                     sched_domain_span(sd))) {
6951                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6952 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6953                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6954                                         child->name, sd->name);
6955 #endif
6956                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6957                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6958                                    sched_domain_span(sd),
6959                                    sched_domain_span(child));
6960                 }
6961
6962         }
6963         set_domain_attribute(sd, attr);
6964
6965         return sd;
6966 }
6967
6968 /*
6969  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6970  * to the individual cpus
6971  */
6972 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6973                                struct sched_domain_attr *attr)
6974 {
6975         enum s_alloc alloc_state;
6976         struct sched_domain *sd;
6977         struct s_data d;
6978         int i, ret = -ENOMEM;
6979
6980         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6981         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6982                 goto error;
6983
6984         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6985         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6986                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6987
6988                 sd = NULL;
6989                 for_each_sd_topology(tl) {
6990                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6991                         if (tl == sched_domain_topology)
6992                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6993                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6994                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6995                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6996                                 break;
6997                 }
6998         }
6999
7000         /* Build the groups for the domains */
7001         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7002                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7003                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7004                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7005                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7006                                         goto error;
7007                         } else {
7008                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7009                                         goto error;
7010                         }
7011                 }
7012         }
7013
7014         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7015         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7016                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7017                         continue;
7018
7019                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7020                         claim_allocations(i, sd);
7021                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7022                 }
7023         }
7024
7025         /* Attach the domains */
7026         rcu_read_lock();
7027         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7028                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7029                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7030         }
7031         rcu_read_unlock();
7032
7033         ret = 0;
7034 error:
7035         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7036         return ret;
7037 }
7038
7039 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7040 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7041 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7042                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7043
7044 /*
7045  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7046  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7047  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7048  */
7049 static cpumask_var_t fallback_doms;
7050
7051 /*
7052  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7053  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7054  * or 0 if it stayed the same.
7055  */
7056 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7057 {
7058         return 0;
7059 }
7060
7061 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7062 {
7063         int i;
7064         cpumask_var_t *doms;
7065
7066         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7067         if (!doms)
7068                 return NULL;
7069         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7070                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7071                         free_sched_domains(doms, i);
7072                         return NULL;
7073                 }
7074         }
7075         return doms;
7076 }
7077
7078 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7079 {
7080         unsigned int i;
7081         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7082                 free_cpumask_var(doms[i]);
7083         kfree(doms);
7084 }
7085
7086 /*
7087  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7088  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7089  * exclude other special cases in the future.
7090  */
7091 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7092 {
7093         int err;
7094
7095         arch_update_cpu_topology();
7096         ndoms_cur = 1;
7097         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7098         if (!doms_cur)
7099                 doms_cur = &fallback_doms;
7100         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7101         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7102         register_sched_domain_sysctl();
7103
7104         return err;
7105 }
7106
7107 /*
7108  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7109  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7110  */
7111 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7112 {
7113         int i;
7114
7115         rcu_read_lock();
7116         for_each_cpu(i, cpu_map)
7117                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7118         rcu_read_unlock();
7119 }
7120
7121 /* handle null as "default" */
7122 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7123                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7124 {
7125         struct sched_domain_attr tmp;
7126
7127         /* fast path */
7128         if (!new && !cur)
7129                 return 1;
7130
7131         tmp = SD_ATTR_INIT;
7132         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7133                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7134                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7135 }
7136
7137 /*
7138  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7139  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7140  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7141  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7142  *
7143  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7144  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7145  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7146  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7147  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7148  * it as it is.
7149  *
7150  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7151  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7152  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7153  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7154  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7155  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7156  *
7157  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7158  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7159  * and it will not create the default domain.
7160  *
7161  * Call with hotplug lock held
7162  */
7163 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7164                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7165 {
7166         int i, j, n;
7167         int new_topology;
7168
7169         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7170
7171         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7172         unregister_sched_domain_sysctl();
7173
7174         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7175         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7176
7177         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7178
7179         /* Destroy deleted domains */
7180         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7181                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7182                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7183                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7184                                 goto match1;
7185                 }
7186                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7187                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7188 match1:
7189                 ;
7190         }
7191
7192         n = ndoms_cur;
7193         if (doms_new == NULL) {
7194                 n = 0;
7195                 doms_new = &fallback_doms;
7196                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7197                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7198         }
7199
7200         /* Build new domains */
7201         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7202                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7203                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7204                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7205                                 goto match2;
7206                 }
7207                 /* no match - add a new doms_new */
7208                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7209 match2:
7210                 ;
7211         }
7212
7213         /* Remember the new sched domains */
7214         if (doms_cur != &fallback_doms)
7215                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7216         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7217         doms_cur = doms_new;
7218         dattr_cur = dattr_new;
7219         ndoms_cur = ndoms_new;
7220
7221         register_sched_domain_sysctl();
7222
7223         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7224 }
7225
7226 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7227
7228 /*
7229  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7230  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7231  * around partition_sched_domains().
7232  *
7233  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7234  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7235  */
7236 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7237                              void *hcpu)
7238 {
7239         switch (action) {
7240         case CPU_ONLINE_FROZEN:
7241         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
7242
7243                 /*
7244                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7245                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7246                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7247                  * domain, ignoring cpusets.
7248                  */
7249                 num_cpus_frozen--;
7250                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7251                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7252                         break;
7253                 }
7254
7255                 /*
7256                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7257                  * restore the original sched domains by considering the
7258                  * cpuset configurations.
7259                  */
7260
7261         case CPU_ONLINE:
7262                 cpuset_update_active_cpus(true);
7263                 break;
7264         default:
7265                 return NOTIFY_DONE;
7266         }
7267         return NOTIFY_OK;
7268 }
7269
7270 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7271                                void *hcpu)
7272 {
7273         unsigned long flags;
7274         long cpu = (long)hcpu;
7275         struct dl_bw *dl_b;
7276         bool overflow;
7277         int cpus;
7278
7279         switch (action) {
7280         case CPU_DOWN_PREPARE:
7281                 rcu_read_lock_sched();
7282                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7283
7284                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7285                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7286                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7287                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7288
7289                 rcu_read_unlock_sched();
7290
7291                 if (overflow)
7292                         return notifier_from_errno(-EBUSY);
7293                 cpuset_update_active_cpus(false);
7294                 break;
7295         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
7296                 num_cpus_frozen++;
7297                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7298                 break;
7299         default:
7300                 return NOTIFY_DONE;
7301         }
7302         return NOTIFY_OK;
7303 }
7304
7305 void __init sched_init_smp(void)
7306 {
7307         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7308
7309         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7310         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7311
7312         sched_init_numa();
7313
7314         /*
7315          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7316          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7317          * happen.
7318          */
7319         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7320         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7321         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7322         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7323                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7324         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7325
7326         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
7327         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
7328         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
7329
7330         init_hrtick();
7331
7332         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7333         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7334                 BUG();
7335         sched_init_granularity();
7336         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7337
7338         init_sched_rt_class();
7339         init_sched_dl_class();
7340 }
7341 #else
7342 void __init sched_init_smp(void)
7343 {
7344         sched_init_granularity();
7345 }
7346 #endif /* CONFIG_SMP */
7347
7348 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7349 {
7350         return in_lock_functions(addr) ||
7351                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7352                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7353 }
7354
7355 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7356 /*
7357  * Default task group.
7358  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7359  */
7360 struct task_group root_task_group;
7361 LIST_HEAD(task_groups);
7362 #endif
7363
7364 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7365
7366 void __init sched_init(void)
7367 {
7368         int i, j;
7369         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7370
7371 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7372         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7373 #endif
7374 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7375         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7376 #endif
7377         if (alloc_size) {
7378                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7379
7380 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7381                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7382                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7383
7384                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7385                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7386
7387 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7388 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7389                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7390                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7391
7392                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7393                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7394
7395 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7396         }
7397 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7398         for_each_possible_cpu(i) {
7399                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7400                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7401         }
7402 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7403
7404         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7405                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7406         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7407                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7408
7409 #ifdef CONFIG_SMP
7410         init_defrootdomain();
7411 #endif
7412
7413 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7414         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7415                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7416 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7417
7418 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7419         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7420         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7421         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7422         autogroup_init(&init_task);
7423
7424 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7425
7426         for_each_possible_cpu(i) {
7427                 struct rq *rq;
7428
7429                 rq = cpu_rq(i);
7430                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7431                 rq->nr_running = 0;
7432                 rq->calc_load_active = 0;
7433                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7434                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7435                 init_rt_rq(&rq->rt);
7436                 init_dl_rq(&rq->dl);
7437 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7438                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7439                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7440                 /*
7441                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7442                  *
7443                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7444                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7445                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7446                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7447                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7448                  * (se->load.weight).
7449                  *
7450                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7451                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7452                  * then A0's share of the cpu resource is:
7453                  *
7454                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7455                  *
7456                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7457                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7458                  */
7459                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7460                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7461 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7462
7463                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7464 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7465                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7466 #endif
7467
7468                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7469                         rq->cpu_load[j] = 0;
7470
7471                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7472
7473 #ifdef CONFIG_SMP
7474                 rq->sd = NULL;
7475                 rq->rd = NULL;
7476                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7477                 rq->balance_callback = NULL;
7478                 rq->active_balance = 0;
7479                 rq->next_balance = jiffies;
7480                 rq->push_cpu = 0;
7481                 rq->cpu = i;
7482                 rq->online = 0;
7483                 rq->idle_stamp = 0;
7484                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7485                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7486
7487                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7488
7489                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7490 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7491                 rq->nohz_flags = 0;
7492 #endif
7493 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7494                 rq->last_sched_tick = 0;
7495 #endif
7496 #endif
7497                 init_rq_hrtick(rq);
7498                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7499         }
7500
7501         set_load_weight(&init_task);
7502
7503 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7504         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7505 #endif
7506
7507         /*
7508          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7509          */
7510         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7511         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7512
7513         /*
7514          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7515          */
7516         current->sched_class = &fair_sched_class;
7517
7518         /*
7519          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7520          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7521          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7522          * when this runqueue becomes "idle".
7523          */
7524         init_idle(current, smp_processor_id());
7525
7526         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7527
7528 #ifdef CONFIG_SMP
7529         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7530         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7531         if (cpu_isolated_map == NULL)
7532                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7533         idle_thread_set_boot_cpu();
7534         set_cpu_rq_start_time();
7535 #endif
7536         init_sched_fair_class();
7537
7538         scheduler_running = 1;
7539 }
7540
7541 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7542 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7543 {
7544         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7545
7546         return (nested == preempt_offset);
7547 }
7548
7549 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7550 {
7551         /*
7552          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7553          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7554          * otherwise we will destroy state.
7555          */
7556         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7557                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7558                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7559                         current->state,
7560                         (void *)current->task_state_change,
7561                         (void *)current->task_state_change);
7562
7563         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7564 }
7565 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7566
7567 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7568 {
7569         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7570
7571         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7572         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7573              !is_idle_task(current)) ||
7574             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7575                 return;
7576         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7577                 return;
7578         prev_jiffy = jiffies;
7579
7580         printk(KERN_ERR
7581                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7582                         file, line);
7583         printk(KERN_ERR
7584                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7585                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7586                         current->pid, current->comm);
7587
7588         if (task_stack_end_corrupted(current))
7589                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7590
7591         debug_show_held_locks(current);
7592         if (irqs_disabled())
7593                 print_irqtrace_events(current);
7594 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7595         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7596                 pr_err("Preemption disabled at:");
7597                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7598                 pr_cont("\n");
7599         }
7600 #endif
7601         dump_stack();
7602 }
7603 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7604 #endif
7605
7606 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7607 void normalize_rt_tasks(void)
7608 {
7609         struct task_struct *g, *p;
7610         struct sched_attr attr = {
7611                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7612         };
7613
7614         read_lock(&tasklist_lock);
7615         for_each_process_thread(g, p) {
7616                 /*
7617                  * Only normalize user tasks:
7618                  */
7619                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7620                         continue;
7621
7622                 p->se.exec_start                = 0;
7623 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7624                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7625                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7626                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7627 #endif
7628
7629                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7630                         /*
7631                          * Renice negative nice level userspace
7632                          * tasks back to 0:
7633                          */
7634                         if (task_nice(p) < 0)
7635                                 set_user_nice(p, 0);
7636                         continue;
7637                 }
7638
7639                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7640         }
7641         read_unlock(&tasklist_lock);
7642 }
7643
7644 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7645
7646 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7647 /*
7648  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7649  *
7650  * They can only be called when the whole system has been
7651  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7652  * activity can take place. Using them for anything else would
7653  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7654  * under any other configuration.
7655  */
7656
7657 /**
7658  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7659  * @cpu: the processor in question.
7660  *
7661  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7662  *
7663  * Return: The current task for @cpu.
7664  */
7665 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7666 {
7667         return cpu_curr(cpu);
7668 }
7669
7670 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7671
7672 #ifdef CONFIG_IA64
7673 /**
7674  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7675  * @cpu: the processor in question.
7676  * @p: the task pointer to set.
7677  *
7678  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7679  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7680  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7681  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7682  * and caller must save the original value of the current task (see
7683  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7684  * re-starting the system.
7685  *
7686  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7687  */
7688 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7689 {
7690         cpu_curr(cpu) = p;
7691 }
7692
7693 #endif
7694
7695 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7696 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7697 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7698
7699 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7700 {
7701         free_fair_sched_group(tg);
7702         free_rt_sched_group(tg);
7703         autogroup_free(tg);
7704         kfree(tg);
7705 }
7706
7707 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7708 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7709 {
7710         struct task_group *tg;
7711
7712         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7713         if (!tg)
7714                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7715
7716         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7717                 goto err;
7718
7719         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7720                 goto err;
7721
7722         return tg;
7723
7724 err:
7725         sched_free_group(tg);
7726         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7727 }
7728
7729 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7730 {
7731         unsigned long flags;
7732
7733         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7734         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7735
7736         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7737
7738         tg->parent = parent;
7739         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7740         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7741         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7742 }
7743
7744 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7745 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7746 {
7747         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7748         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7749 }
7750
7751 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7752 {
7753         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7754         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7755 }
7756
7757 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7758 {
7759         unsigned long flags;
7760         int i;
7761
7762         /* end participation in shares distribution */
7763         for_each_possible_cpu(i)
7764                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7765
7766         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7767         list_del_rcu(&tg->list);
7768         list_del_rcu(&tg->siblings);
7769         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7770 }
7771
7772 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7773  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7774  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7775  *      reflect its new group.
7776  */
7777 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7778 {
7779         struct task_group *tg;
7780         int queued, running;
7781         unsigned long flags;
7782         struct rq *rq;
7783
7784         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7785
7786         running = task_current(rq, tsk);
7787         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7788
7789         if (queued)
7790                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE);
7791         if (unlikely(running))
7792                 put_prev_task(rq, tsk);
7793
7794         /*
7795          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7796          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7797          * to prevent lockdep warnings.
7798          */
7799         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7800                           struct task_group, css);
7801         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7802         tsk->sched_task_group = tg;
7803
7804 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7805         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7806                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk);
7807         else
7808 #endif
7809                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7810
7811         if (unlikely(running))
7812                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7813         if (queued)
7814                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE);
7815
7816         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7817 }
7818 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7819
7820 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7821 /*
7822  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7823  */
7824 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7825
7826 /* Must be called with tasklist_lock held */
7827 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7828 {
7829         struct task_struct *g, *p;
7830
7831         /*
7832          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7833          */
7834         if (task_group_is_autogroup(tg))
7835                 return 0;
7836
7837         for_each_process_thread(g, p) {
7838                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7839                         return 1;
7840         }
7841
7842         return 0;
7843 }
7844
7845 struct rt_schedulable_data {
7846         struct task_group *tg;
7847         u64 rt_period;
7848         u64 rt_runtime;
7849 };
7850
7851 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7852 {
7853         struct rt_schedulable_data *d = data;
7854         struct task_group *child;
7855         unsigned long total, sum = 0;
7856         u64 period, runtime;
7857
7858         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7859         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7860
7861         if (tg == d->tg) {
7862                 period = d->rt_period;
7863                 runtime = d->rt_runtime;
7864         }
7865
7866         /*
7867          * Cannot have more runtime than the period.
7868          */
7869         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7870                 return -EINVAL;
7871
7872         /*
7873          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7874          */
7875         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7876                 return -EBUSY;
7877
7878         total = to_ratio(period, runtime);
7879
7880         /*
7881          * Nobody can have more than the global setting allows.
7882          */
7883         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7884                 return -EINVAL;
7885
7886         /*
7887          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7888          */
7889         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7890                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7891                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7892
7893                 if (child == d->tg) {
7894                         period = d->rt_period;
7895                         runtime = d->rt_runtime;
7896                 }
7897
7898                 sum += to_ratio(period, runtime);
7899         }
7900
7901         if (sum > total)
7902                 return -EINVAL;
7903
7904         return 0;
7905 }
7906
7907 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7908 {
7909         int ret;
7910
7911         struct rt_schedulable_data data = {
7912                 .tg = tg,
7913                 .rt_period = period,
7914                 .rt_runtime = runtime,
7915         };
7916
7917         rcu_read_lock();
7918         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7919         rcu_read_unlock();
7920
7921         return ret;
7922 }
7923
7924 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7925                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7926 {
7927         int i, err = 0;
7928
7929         /*
7930          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
7931          * kernel creating (and or operating) RT threads.
7932          */
7933         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
7934                 return -EINVAL;
7935
7936         /* No period doesn't make any sense. */
7937         if (rt_period == 0)
7938                 return -EINVAL;
7939
7940         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7941         read_lock(&tasklist_lock);
7942         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7943         if (err)
7944                 goto unlock;
7945
7946         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7947         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7948         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7949
7950         for_each_possible_cpu(i) {
7951                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7952
7953                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7954                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7955                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7956         }
7957         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7958 unlock:
7959         read_unlock(&tasklist_lock);
7960         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7961
7962         return err;
7963 }
7964
7965 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7966 {
7967         u64 rt_runtime, rt_period;
7968
7969         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7970         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7971         if (rt_runtime_us < 0)
7972                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7973
7974         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7975 }
7976
7977 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7978 {
7979         u64 rt_runtime_us;
7980
7981         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7982                 return -1;
7983
7984         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7985         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7986         return rt_runtime_us;
7987 }
7988
7989 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
7990 {
7991         u64 rt_runtime, rt_period;
7992
7993         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7994         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7995
7996         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7997 }
7998
7999 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8000 {
8001         u64 rt_period_us;
8002
8003         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8004         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8005         return rt_period_us;
8006 }
8007 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8008
8009 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8010 static int sched_rt_global_constraints(void)
8011 {
8012         int ret = 0;
8013
8014         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8015         read_lock(&tasklist_lock);
8016         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8017         read_unlock(&tasklist_lock);
8018         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8019
8020         return ret;
8021 }
8022
8023 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8024 {
8025         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8026         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8027                 return 0;
8028
8029         return 1;
8030 }
8031
8032 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8033 static int sched_rt_global_constraints(void)
8034 {
8035         unsigned long flags;
8036         int i, ret = 0;
8037
8038         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8039         for_each_possible_cpu(i) {
8040                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8041
8042                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8043                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8044                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8045         }
8046         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8047
8048         return ret;
8049 }
8050 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8051
8052 static int sched_dl_global_validate(void)
8053 {
8054         u64 runtime = global_rt_runtime();
8055         u64 period = global_rt_period();
8056         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8057         struct dl_bw *dl_b;
8058         int cpu, ret = 0;
8059         unsigned long flags;
8060
8061         /*
8062          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8063          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8064          * any of the root_domains.
8065          *
8066          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8067          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8068          * solutions is welcome!
8069          */
8070         for_each_possible_cpu(cpu) {
8071                 rcu_read_lock_sched();
8072                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8073
8074                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8075                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8076                         ret = -EBUSY;
8077                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8078
8079                 rcu_read_unlock_sched();
8080
8081                 if (ret)
8082                         break;
8083         }
8084
8085         return ret;
8086 }
8087
8088 static void sched_dl_do_global(void)
8089 {
8090         u64 new_bw = -1;
8091         struct dl_bw *dl_b;
8092         int cpu;
8093         unsigned long flags;
8094
8095         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8096         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8097
8098         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8099                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8100
8101         /*
8102          * FIXME: As above...
8103          */
8104         for_each_possible_cpu(cpu) {
8105                 rcu_read_lock_sched();
8106                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8107
8108                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8109                 dl_b->bw = new_bw;
8110                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8111
8112                 rcu_read_unlock_sched();
8113         }
8114 }
8115
8116 static int sched_rt_global_validate(void)
8117 {
8118         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8119                 return -EINVAL;
8120
8121         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8122                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8123                 return -EINVAL;
8124
8125         return 0;
8126 }
8127
8128 static void sched_rt_do_global(void)
8129 {
8130         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8131         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8132 }
8133
8134 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8135                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8136                 loff_t *ppos)
8137 {
8138         int old_period, old_runtime;
8139         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8140         int ret;
8141
8142         mutex_lock(&mutex);
8143         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8144         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8145
8146         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8147
8148         if (!ret && write) {
8149                 ret = sched_rt_global_validate();
8150                 if (ret)
8151                         goto undo;
8152
8153                 ret = sched_dl_global_validate();
8154                 if (ret)
8155                         goto undo;
8156
8157                 ret = sched_rt_global_constraints();
8158                 if (ret)
8159                         goto undo;
8160
8161                 sched_rt_do_global();
8162                 sched_dl_do_global();
8163         }
8164         if (0) {
8165 undo:
8166                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8167                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8168         }
8169         mutex_unlock(&mutex);
8170
8171         return ret;
8172 }
8173
8174 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8175                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8176                 loff_t *ppos)
8177 {
8178         int ret;
8179         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8180
8181         mutex_lock(&mutex);
8182         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8183         /* make sure that internally we keep jiffies */
8184         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8185         if (!ret && write) {
8186                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8187                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8188         }
8189         mutex_unlock(&mutex);
8190         return ret;
8191 }
8192
8193 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8194
8195 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8196 {
8197         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8198 }
8199
8200 static struct cgroup_subsys_state *
8201 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8202 {
8203         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8204         struct task_group *tg;
8205
8206         if (!parent) {
8207                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8208                 return &root_task_group.css;
8209         }
8210
8211         tg = sched_create_group(parent);
8212         if (IS_ERR(tg))
8213                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8214
8215         sched_online_group(tg, parent);
8216
8217         return &tg->css;
8218 }
8219
8220 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8221 {
8222         struct task_group *tg = css_tg(css);
8223
8224         sched_offline_group(tg);
8225 }
8226
8227 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8228 {
8229         struct task_group *tg = css_tg(css);
8230
8231         /*
8232          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8233          */
8234         sched_free_group(tg);
8235 }
8236
8237 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task, void *private)
8238 {
8239         sched_move_task(task);
8240 }
8241
8242 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8243 {
8244         struct task_struct *task;
8245         struct cgroup_subsys_state *css;
8246
8247         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8248 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8249                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8250                         return -EINVAL;
8251 #else
8252                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8253                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8254                         return -EINVAL;
8255 #endif
8256         }
8257         return 0;
8258 }
8259
8260 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8261 {
8262         struct task_struct *task;
8263         struct cgroup_subsys_state *css;
8264
8265         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8266                 sched_move_task(task);
8267 }
8268
8269 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8270 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8271                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8272 {
8273         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8274 }
8275
8276 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8277                                struct cftype *cft)
8278 {
8279         struct task_group *tg = css_tg(css);
8280
8281         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8282 }
8283
8284 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8285 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8286
8287 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8288 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8289
8290 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8291
8292 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8293 {
8294         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8295         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8296
8297         if (tg == &root_task_group)
8298                 return -EINVAL;
8299
8300         /*
8301          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8302          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8303          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8304          */
8305         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8306                 return -EINVAL;
8307
8308         /*
8309          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8310          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8311          * feasibility.
8312          */
8313         if (period > max_cfs_quota_period)
8314                 return -EINVAL;
8315
8316         /*
8317          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8318          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8319          */
8320         get_online_cpus();
8321         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8322         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8323         if (ret)
8324                 goto out_unlock;
8325
8326         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8327         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8328         /*
8329          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8330          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8331          */
8332         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8333                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8334         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8335         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8336         cfs_b->quota = quota;
8337
8338         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8339         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8340         if (runtime_enabled)
8341                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8342         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8343
8344         for_each_online_cpu(i) {
8345                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8346                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8347
8348                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8349                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8350                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8351
8352                 if (cfs_rq->throttled)
8353                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8354                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8355         }
8356         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8357                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8358 out_unlock:
8359         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8360         put_online_cpus();
8361
8362         return ret;
8363 }
8364
8365 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8366 {
8367         u64 quota, period;
8368
8369         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8370         if (cfs_quota_us < 0)
8371                 quota = RUNTIME_INF;
8372         else
8373                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8374
8375         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8376 }
8377
8378 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8379 {
8380         u64 quota_us;
8381
8382         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8383                 return -1;
8384
8385         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8386         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8387
8388         return quota_us;
8389 }
8390
8391 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8392 {
8393         u64 quota, period;
8394
8395         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8396         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8397
8398         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8399 }
8400
8401 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8402 {
8403         u64 cfs_period_us;
8404
8405         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8406         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8407
8408         return cfs_period_us;
8409 }
8410
8411 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8412                                   struct cftype *cft)
8413 {
8414         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8415 }
8416
8417 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8418                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8419 {
8420         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8421 }
8422
8423 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8424                                    struct cftype *cft)
8425 {
8426         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8427 }
8428
8429 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8430                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8431 {
8432         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8433 }
8434
8435 struct cfs_schedulable_data {
8436         struct task_group *tg;
8437         u64 period, quota;
8438 };
8439
8440 /*
8441  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8442  * note: units are usecs
8443  */
8444 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8445                                struct cfs_schedulable_data *d)
8446 {
8447         u64 quota, period;
8448
8449         if (tg == d->tg) {
8450                 period = d->period;
8451                 quota = d->quota;
8452         } else {
8453                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8454                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8455         }
8456
8457         /* note: these should typically be equivalent */
8458         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8459                 return RUNTIME_INF;
8460
8461         return to_ratio(period, quota);
8462 }
8463
8464 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8465 {
8466         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8467         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8468         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8469
8470         if (!tg->parent) {
8471                 quota = RUNTIME_INF;
8472         } else {
8473                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8474
8475                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8476                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8477
8478                 /*
8479                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8480                  * limit is set
8481                  */
8482                 if (quota == RUNTIME_INF)
8483                         quota = parent_quota;
8484                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8485                         return -EINVAL;
8486         }
8487         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8488
8489         return 0;
8490 }
8491
8492 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8493 {
8494         int ret;
8495         struct cfs_schedulable_data data = {
8496                 .tg = tg,
8497                 .period = period,
8498                 .quota = quota,
8499         };
8500
8501         if (quota != RUNTIME_INF) {
8502                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8503                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8504         }
8505
8506         rcu_read_lock();
8507         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8508         rcu_read_unlock();
8509
8510         return ret;
8511 }
8512
8513 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8514 {
8515         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8516         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8517
8518         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8519         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8520         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8521
8522         return 0;
8523 }
8524 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8525 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8526
8527 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8528 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8529                                 struct cftype *cft, s64 val)
8530 {
8531         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8532 }
8533
8534 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8535                                struct cftype *cft)
8536 {
8537         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8538 }
8539
8540 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8541                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8542 {
8543         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8544 }
8545
8546 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8547                                    struct cftype *cft)
8548 {
8549         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8550 }
8551 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8552
8553 static struct cftype cpu_files[] = {
8554 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8555         {
8556                 .name = "shares",
8557                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8558                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8559         },
8560 #endif
8561 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8562         {
8563                 .name = "cfs_quota_us",
8564                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8565                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8566         },
8567         {
8568                 .name = "cfs_period_us",
8569                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8570                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8571         },
8572         {
8573                 .name = "stat",
8574                 .seq_show = cpu_stats_show,
8575         },
8576 #endif
8577 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8578         {
8579                 .name = "rt_runtime_us",
8580                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8581                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8582         },
8583         {
8584                 .name = "rt_period_us",
8585                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8586                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8587         },
8588 #endif
8589         { }     /* terminate */
8590 };
8591
8592 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8593         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8594         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8595         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8596         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8597         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8598         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8599         .legacy_cftypes = cpu_files,
8600         .early_init     = 1,
8601 };
8602
8603 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8604
8605 void dump_cpu_task(int cpu)
8606 {
8607         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8608         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8609 }