Merge remote-tracking branch 'lsk/v3.10/topic/usb' into linux-linaro-lsk
[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
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_internal.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
149
150 #undef SCHED_FEAT
151
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
153 {
154         int i;
155
156         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
157                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
158                         seq_puts(m, "NO_");
159                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
160         }
161         seq_puts(m, "\n");
162
163         return 0;
164 }
165
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
167
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
170
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
173
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
177
178 #undef SCHED_FEAT
179
180 static void sched_feat_disable(int i)
181 {
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
184 }
185
186 static void sched_feat_enable(int i)
187 {
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
190 }
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
195
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 void resched_task(struct task_struct *p)
516 {
517         int cpu;
518
519         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
520
521         if (test_tsk_need_resched(p))
522                 return;
523
524         set_tsk_need_resched(p);
525
526         cpu = task_cpu(p);
527         if (cpu == smp_processor_id())
528                 return;
529
530         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
531         smp_mb();
532         if (!tsk_is_polling(p))
533                 smp_send_reschedule(cpu);
534 }
535
536 void resched_cpu(int cpu)
537 {
538         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
539         unsigned long flags;
540
541         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
542                 return;
543         resched_task(cpu_curr(cpu));
544         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
545 }
546
547 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
548 /*
549  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
550  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
551  *
552  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
553  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
554  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
555  */
556 int get_nohz_timer_target(void)
557 {
558         int cpu = smp_processor_id();
559         int i;
560         struct sched_domain *sd;
561
562         rcu_read_lock();
563         for_each_domain(cpu, sd) {
564                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
565                         if (!idle_cpu(i)) {
566                                 cpu = i;
567                                 goto unlock;
568                         }
569                 }
570         }
571 unlock:
572         rcu_read_unlock();
573         return cpu;
574 }
575 /*
576  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
577  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
578  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
579  * idle system the next event might even be infinite time into the
580  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
581  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
582  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
583  * wheel for the next timer event.
584  */
585 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
586 {
587         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
588
589         if (cpu == smp_processor_id())
590                 return;
591
592         /*
593          * This is safe, as this function is called with the timer
594          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
595          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
596          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
597          * timer into account automatically.
598          */
599         if (rq->curr != rq->idle)
600                 return;
601
602         /*
603          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
604          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
605          * idle task through an additional NOOP schedule()
606          */
607         set_tsk_need_resched(rq->idle);
608
609         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
610         smp_mb();
611         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
612                 smp_send_reschedule(cpu);
613 }
614
615 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
616 {
617         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
618                 if (cpu != smp_processor_id() ||
619                     tick_nohz_tick_stopped())
620                         smp_send_reschedule(cpu);
621                 return true;
622         }
623
624         return false;
625 }
626
627 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
628 {
629         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
630                 wake_up_idle_cpu(cpu);
631 }
632
633 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
634 {
635         int cpu = smp_processor_id();
636
637         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
638                 return false;
639
640         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
641                 return true;
642
643         /*
644          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
645          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
646          */
647         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
648         return false;
649 }
650
651 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
652
653 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
654 {
655         return false;
656 }
657
658 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
659
660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
661 bool sched_can_stop_tick(void)
662 {
663        struct rq *rq;
664
665        rq = this_rq();
666
667        /* Make sure rq->nr_running update is visible after the IPI */
668        smp_rmb();
669
670        /* More than one running task need preemption */
671        if (rq->nr_running > 1)
672                return false;
673
674        return true;
675 }
676 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
677
678 void sched_avg_update(struct rq *rq)
679 {
680         s64 period = sched_avg_period();
681
682         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
683                 /*
684                  * Inline assembly required to prevent the compiler
685                  * optimising this loop into a divmod call.
686                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
687                  */
688                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
689                 rq->age_stamp += period;
690                 rq->rt_avg /= 2;
691         }
692 }
693
694 #else /* !CONFIG_SMP */
695 void resched_task(struct task_struct *p)
696 {
697         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
698         set_tsk_need_resched(p);
699 }
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
703                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
704 /*
705  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
706  * node and @up when leaving it for the final time.
707  *
708  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
709  */
710 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
711                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
712 {
713         struct task_group *parent, *child;
714         int ret;
715
716         parent = from;
717
718 down:
719         ret = (*down)(parent, data);
720         if (ret)
721                 goto out;
722         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
723                 parent = child;
724                 goto down;
725
726 up:
727                 continue;
728         }
729         ret = (*up)(parent, data);
730         if (ret || parent == from)
731                 goto out;
732
733         child = parent;
734         parent = parent->parent;
735         if (parent)
736                 goto up;
737 out:
738         return ret;
739 }
740
741 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif
746
747 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
748 {
749         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
750         struct load_weight *load = &p->se.load;
751
752         /*
753          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
754          */
755         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
756                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
757                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
758                 return;
759         }
760
761         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
762         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
763 }
764
765 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         update_rq_clock(rq);
768         sched_info_queued(p);
769         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         update_rq_clock(rq);
775         sched_info_dequeued(p);
776         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
780 {
781         if (task_contributes_to_load(p))
782                 rq->nr_uninterruptible--;
783
784         enqueue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
788 {
789         if (task_contributes_to_load(p))
790                 rq->nr_uninterruptible++;
791
792         dequeue_task(rq, p, flags);
793 }
794
795 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
796 {
797 /*
798  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
799  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
800  */
801 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
802         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
803 #endif
804 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
805         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
806
807         /*
808          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
809          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
810          * {soft,}irq region.
811          *
812          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
813          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
814          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
815          * monotonic.
816          *
817          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
818          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
819          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
820          * atomic ops.
821          */
822         if (irq_delta > delta)
823                 irq_delta = delta;
824
825         rq->prev_irq_time += irq_delta;
826         delta -= irq_delta;
827 #endif
828 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
829         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
830                 u64 st;
831
832                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
833                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
834
835                 if (unlikely(steal > delta))
836                         steal = delta;
837
838                 st = steal_ticks(steal);
839                 steal = st * TICK_NSEC;
840
841                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
842
843                 delta -= steal;
844         }
845 #endif
846
847         rq->clock_task += delta;
848
849 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
850         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
851                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
852 #endif
853 }
854
855 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
856 {
857         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
858         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
859
860         if (stop) {
861                 /*
862                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
863                  * userspace knows about and won't get confused about.
864                  *
865                  * Also, it will make PI more or less work without too
866                  * much confusion -- but then, stop work should not
867                  * rely on PI working anyway.
868                  */
869                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
870
871                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
872         }
873
874         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
875
876         if (old_stop) {
877                 /*
878                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
879                  * it can die in pieces.
880                  */
881                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
882         }
883 }
884
885 /*
886  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
887  */
888 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
889 {
890         return p->static_prio;
891 }
892
893 /*
894  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
895  * without taking RT-inheritance into account. Might be
896  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
897  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
898  * estimator recalculates.
899  */
900 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
901 {
902         int prio;
903
904         if (task_has_rt_policy(p))
905                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
906         else
907                 prio = __normal_prio(p);
908         return prio;
909 }
910
911 /*
912  * Calculate the current priority, i.e. the priority
913  * taken into account by the scheduler. This value might
914  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
915  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
916  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
917  */
918 static int effective_prio(struct task_struct *p)
919 {
920         p->normal_prio = normal_prio(p);
921         /*
922          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
923          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
924          * to the normal priority:
925          */
926         if (!rt_prio(p->prio))
927                 return p->normal_prio;
928         return p->prio;
929 }
930
931 /**
932  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
933  * @p: the task in question.
934  */
935 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
936 {
937         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
938 }
939
940 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
941                                        const struct sched_class *prev_class,
942                                        int oldprio)
943 {
944         if (prev_class != p->sched_class) {
945                 if (prev_class->switched_from)
946                         prev_class->switched_from(rq, p);
947                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
948         } else if (oldprio != p->prio)
949                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
950 }
951
952 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
953 {
954         const struct sched_class *class;
955
956         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
957                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
958         } else {
959                 for_each_class(class) {
960                         if (class == rq->curr->sched_class)
961                                 break;
962                         if (class == p->sched_class) {
963                                 resched_task(rq->curr);
964                                 break;
965                         }
966                 }
967         }
968
969         /*
970          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
971          * this case, we can save a useless back to back clock update.
972          */
973         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
974                 rq->skip_clock_update = 1;
975 }
976
977 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
978
979 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
980 {
981         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_SMP
985 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
986 {
987 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
988         /*
989          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
990          * ttwu() will sort out the placement.
991          */
992         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
993                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
994
995 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
996         /*
997          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
998          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
999          *
1000          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1001          * see task_group().
1002          *
1003          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1004          * task_rq_lock().
1005          */
1006         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1007                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1008 #endif
1009 #endif
1010
1011         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1012
1013         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1014                 struct task_migration_notifier tmn;
1015
1016                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1017                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1018                 p->se.nr_migrations++;
1019                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1020
1021                 tmn.task = p;
1022                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
1023                 tmn.to_cpu = new_cpu;
1024
1025                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
1026         }
1027
1028         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1029 }
1030
1031 struct migration_arg {
1032         struct task_struct *task;
1033         int dest_cpu;
1034 };
1035
1036 static int migration_cpu_stop(void *data);
1037
1038 /*
1039  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1040  *
1041  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1042  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1043  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1044  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1045  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1046  * @p has remained unscheduled the whole time.
1047  *
1048  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1049  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1050  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1051  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1052  * waiting to become inactive.
1053  */
1054 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         int running, on_rq;
1058         unsigned long ncsw;
1059         struct rq *rq;
1060
1061         for (;;) {
1062                 /*
1063                  * We do the initial early heuristics without holding
1064                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1065                  * the runqueue lock when things look like they will
1066                  * work out!
1067                  */
1068                 rq = task_rq(p);
1069
1070                 /*
1071                  * If the task is actively running on another CPU
1072                  * still, just relax and busy-wait without holding
1073                  * any locks.
1074                  *
1075                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1076                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1077                  * But we don't care, since "task_running()" will
1078                  * return false if the runqueue has changed and p
1079                  * is actually now running somewhere else!
1080                  */
1081                 while (task_running(rq, p)) {
1082                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1083                                 return 0;
1084                         cpu_relax();
1085                 }
1086
1087                 /*
1088                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1089                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1090                  * just go back and repeat.
1091                  */
1092                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1093                 trace_sched_wait_task(p);
1094                 running = task_running(rq, p);
1095                 on_rq = p->on_rq;
1096                 ncsw = 0;
1097                 if (!match_state || p->state == match_state)
1098                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1099                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1100
1101                 /*
1102                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1103                  */
1104                 if (unlikely(!ncsw))
1105                         break;
1106
1107                 /*
1108                  * Was it really running after all now that we
1109                  * checked with the proper locks actually held?
1110                  *
1111                  * Oops. Go back and try again..
1112                  */
1113                 if (unlikely(running)) {
1114                         cpu_relax();
1115                         continue;
1116                 }
1117
1118                 /*
1119                  * It's not enough that it's not actively running,
1120                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1121                  * preempted!
1122                  *
1123                  * So if it was still runnable (but just not actively
1124                  * running right now), it's preempted, and we should
1125                  * yield - it could be a while.
1126                  */
1127                 if (unlikely(on_rq)) {
1128                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1129
1130                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1131                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1132                         continue;
1133                 }
1134
1135                 /*
1136                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1137                  * runnable, which means that it will never become
1138                  * running in the future either. We're all done!
1139                  */
1140                 break;
1141         }
1142
1143         return ncsw;
1144 }
1145
1146 /***
1147  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1148  * @p: the to-be-kicked thread
1149  *
1150  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1151  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1152  *
1153  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1154  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1155  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1156  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1157  * achieved as well.
1158  */
1159 void kick_process(struct task_struct *p)
1160 {
1161         int cpu;
1162
1163         preempt_disable();
1164         cpu = task_cpu(p);
1165         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1166                 smp_send_reschedule(cpu);
1167         preempt_enable();
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1170 #endif /* CONFIG_SMP */
1171
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173 /*
1174  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1175  */
1176 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1177 {
1178         int nid = cpu_to_node(cpu);
1179         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1180         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1181         int dest_cpu;
1182
1183         /*
1184          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1185          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1186          * select the cpu on the other node.
1187          */
1188         if (nid != -1) {
1189                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1190
1191                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1192                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1193                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1194                                 continue;
1195                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1196                                 continue;
1197                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1198                                 return dest_cpu;
1199                 }
1200         }
1201
1202         for (;;) {
1203                 /* Any allowed, online CPU? */
1204                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1205                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1206                                 continue;
1207                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1208                                 continue;
1209                         goto out;
1210                 }
1211
1212                 switch (state) {
1213                 case cpuset:
1214                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1215                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1216                         state = possible;
1217                         break;
1218
1219                 case possible:
1220                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1221                         state = fail;
1222                         break;
1223
1224                 case fail:
1225                         BUG();
1226                         break;
1227                 }
1228         }
1229
1230 out:
1231         if (state != cpuset) {
1232                 /*
1233                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1234                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1235                  * leave kernel.
1236                  */
1237                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1238                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1239                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1240                 }
1241         }
1242
1243         return dest_cpu;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1248  */
1249 static inline
1250 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1251 {
1252         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1253
1254         /*
1255          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1256          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1257          * cpu.
1258          *
1259          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1260          *
1261          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1262          *   not worry about this generic constraint ]
1263          */
1264         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1265                      !cpu_online(cpu)))
1266                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1267
1268         return cpu;
1269 }
1270
1271 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1272 {
1273         s64 diff = sample - *avg;
1274         *avg += diff >> 3;
1275 }
1276 #endif
1277
1278 static void
1279 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1280 {
1281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1282         struct rq *rq = this_rq();
1283
1284 #ifdef CONFIG_SMP
1285         int this_cpu = smp_processor_id();
1286
1287         if (cpu == this_cpu) {
1288                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1289                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1290         } else {
1291                 struct sched_domain *sd;
1292
1293                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1294                 rcu_read_lock();
1295                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1296                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1297                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1298                                 break;
1299                         }
1300                 }
1301                 rcu_read_unlock();
1302         }
1303
1304         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1305                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1306
1307 #endif /* CONFIG_SMP */
1308
1309         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1310         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1311
1312         if (wake_flags & WF_SYNC)
1313                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1314
1315 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1316 }
1317
1318 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1319 {
1320         activate_task(rq, p, en_flags);
1321         p->on_rq = 1;
1322
1323         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1324         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1325                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1330  */
1331 static void
1332 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1333 {
1334         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1335         trace_sched_wakeup(p, true);
1336
1337         p->state = TASK_RUNNING;
1338 #ifdef CONFIG_SMP
1339         if (p->sched_class->task_woken)
1340                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1341
1342         if (rq->idle_stamp) {
1343                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1344                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1345
1346                 if (delta > max)
1347                         rq->avg_idle = max;
1348                 else
1349                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1350                 rq->idle_stamp = 0;
1351         }
1352 #endif
1353 }
1354
1355 static void
1356 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1357 {
1358 #ifdef CONFIG_SMP
1359         if (p->sched_contributes_to_load)
1360                 rq->nr_uninterruptible--;
1361 #endif
1362
1363         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1364         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1369  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1370  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1371  * the task is still ->on_rq.
1372  */
1373 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1374 {
1375         struct rq *rq;
1376         int ret = 0;
1377
1378         rq = __task_rq_lock(p);
1379         if (p->on_rq) {
1380                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1381                 ret = 1;
1382         }
1383         __task_rq_unlock(rq);
1384
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 #ifdef CONFIG_SMP
1389 static void sched_ttwu_pending(void)
1390 {
1391         struct rq *rq = this_rq();
1392         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1393         struct task_struct *p;
1394
1395         raw_spin_lock(&rq->lock);
1396
1397         while (llist) {
1398                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1399                 llist = llist_next(llist);
1400                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1401         }
1402
1403         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1404 }
1405
1406 void scheduler_ipi(void)
1407 {
1408         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list)
1409                         && !tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id())
1410                         && !got_nohz_idle_kick())
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1415          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1416          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1417          * we do call them.
1418          *
1419          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1420          * properly.
1421          *
1422          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1423          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1424          * somewhat pessimize the simple resched case.
1425          */
1426         irq_enter();
1427         tick_nohz_full_check();
1428         sched_ttwu_pending();
1429
1430         /*
1431          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1432          */
1433         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1434                 this_rq()->idle_balance = 1;
1435                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1436         }
1437         irq_exit();
1438 }
1439
1440 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1441 {
1442         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1443                 smp_send_reschedule(cpu);
1444 }
1445
1446 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1447 {
1448         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1449 }
1450 #endif /* CONFIG_SMP */
1451
1452 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1453 {
1454         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1455
1456 #if defined(CONFIG_SMP)
1457         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1458                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1459                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1460                 return;
1461         }
1462 #endif
1463
1464         raw_spin_lock(&rq->lock);
1465         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1466         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1467 }
1468
1469 /**
1470  * try_to_wake_up - wake up a thread
1471  * @p: the thread to be awakened
1472  * @state: the mask of task states that can be woken
1473  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1474  *
1475  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1476  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1477  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1478  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1479  * runnable without the overhead of this.
1480  *
1481  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1482  * or @state didn't match @p's state.
1483  */
1484 static int
1485 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1486 {
1487         unsigned long flags;
1488         int cpu, success = 0;
1489
1490         /*
1491          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1492          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1493          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1494          * set_current_state() the waiting thread does.
1495          */
1496         smp_mb__before_spinlock();
1497         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1498         if (!(p->state & state))
1499                 goto out;
1500
1501         success = 1; /* we're going to change ->state */
1502         cpu = task_cpu(p);
1503
1504         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1505                 goto stat;
1506
1507 #ifdef CONFIG_SMP
1508         /*
1509          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1510          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1511          */
1512         while (p->on_cpu)
1513                 cpu_relax();
1514         /*
1515          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1516          */
1517         smp_rmb();
1518
1519         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1520         p->state = TASK_WAKING;
1521
1522         if (p->sched_class->task_waking)
1523                 p->sched_class->task_waking(p);
1524
1525         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1526         if (task_cpu(p) != cpu) {
1527                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1528                 set_task_cpu(p, cpu);
1529         }
1530 #endif /* CONFIG_SMP */
1531
1532         ttwu_queue(p, cpu);
1533 stat:
1534         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1535 out:
1536         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1537
1538         return success;
1539 }
1540
1541 /**
1542  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1543  * @p: the thread to be awakened
1544  *
1545  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1546  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1547  * the current task.
1548  */
1549 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1550 {
1551         struct rq *rq = task_rq(p);
1552
1553         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1554             WARN_ON_ONCE(p == current))
1555                 return;
1556
1557         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1558
1559         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1560                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1561                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1562                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1563         }
1564
1565         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1566                 goto out;
1567
1568         if (!p->on_rq)
1569                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1570
1571         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1572         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1573 out:
1574         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1575 }
1576
1577 /**
1578  * wake_up_process - Wake up a specific process
1579  * @p: The process to be woken up.
1580  *
1581  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1582  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1583  * running.
1584  *
1585  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1586  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1587  */
1588 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1589 {
1590         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1591         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1594
1595 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1596 {
1597         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1602  * p is forked by current.
1603  *
1604  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1605  */
1606 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1607 {
1608         p->on_rq                        = 0;
1609
1610         p->se.on_rq                     = 0;
1611         p->se.exec_start                = 0;
1612         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1613         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1614         p->se.nr_migrations             = 0;
1615         p->se.vruntime                  = 0;
1616         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1617
1618 /*
1619  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1620  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1621  * load-balance).
1622  */
1623 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1624         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1625         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1626 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
1627         /* keep LOAD_AVG_MAX in sync with fair.c if load avg series is changed */
1628 #define LOAD_AVG_MAX 47742
1629         if (p->mm) {
1630                 p->se.avg.hmp_last_up_migration = 0;
1631                 p->se.avg.hmp_last_down_migration = 0;
1632                 p->se.avg.load_avg_ratio = 1023;
1633                 p->se.avg.load_avg_contrib =
1634                                 (1023 * scale_load_down(p->se.load.weight));
1635                 p->se.avg.runnable_avg_period = LOAD_AVG_MAX;
1636                 p->se.avg.runnable_avg_sum = LOAD_AVG_MAX;
1637                 p->se.avg.usage_avg_sum = LOAD_AVG_MAX;
1638         }
1639 #endif
1640 #endif
1641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1642         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1643 #endif
1644
1645         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1646
1647 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1648         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1649 #endif
1650
1651 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1652         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1653                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1654                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1655                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1656         }
1657
1658         p->node_stamp = 0ULL;
1659         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1660         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1661         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1662         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1663 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1667 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1668 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1669 {
1670         if (enabled)
1671                 sched_feat_set("NUMA");
1672         else
1673                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1674 }
1675 #else
1676 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1677
1678 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1679 {
1680         numabalancing_enabled = enabled;
1681 }
1682 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1683 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1684
1685 /*
1686  * fork()/clone()-time setup:
1687  */
1688 void sched_fork(struct task_struct *p)
1689 {
1690         unsigned long flags;
1691         int cpu = get_cpu();
1692
1693         __sched_fork(p);
1694         /*
1695          * We mark the process as running here. This guarantees that
1696          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1697          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1698          */
1699         p->state = TASK_RUNNING;
1700
1701         /*
1702          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1703          */
1704         p->prio = current->normal_prio;
1705
1706         /*
1707          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1708          */
1709         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1710                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1711                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1712                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1713                         p->rt_priority = 0;
1714                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1715                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1716
1717                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1718                 set_load_weight(p);
1719
1720                 /*
1721                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1722                  * fulfilled its duty:
1723                  */
1724                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1725         }
1726
1727         if (!rt_prio(p->prio))
1728                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1729
1730         if (p->sched_class->task_fork)
1731                 p->sched_class->task_fork(p);
1732
1733         /*
1734          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1735          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1736          * is ran before sched_fork().
1737          *
1738          * Silence PROVE_RCU.
1739          */
1740         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1741         set_task_cpu(p, cpu);
1742         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1743
1744 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1745         if (likely(sched_info_on()))
1746                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1747 #endif
1748 #if defined(CONFIG_SMP)
1749         p->on_cpu = 0;
1750 #endif
1751 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1752         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1753         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1754 #endif
1755 #ifdef CONFIG_SMP
1756         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1757 #endif
1758
1759         put_cpu();
1760 }
1761
1762 /*
1763  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1764  *
1765  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1766  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1767  * on the runqueue and wakes it.
1768  */
1769 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1770 {
1771         unsigned long flags;
1772         struct rq *rq;
1773
1774         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1775 #ifdef CONFIG_SMP
1776         /*
1777          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1778          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1779          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1780          */
1781         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1782 #endif
1783
1784         rq = __task_rq_lock(p);
1785         activate_task(rq, p, 0);
1786         p->on_rq = 1;
1787         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1788         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1789 #ifdef CONFIG_SMP
1790         if (p->sched_class->task_woken)
1791                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1792 #endif
1793         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1794 }
1795
1796 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1797
1798 /**
1799  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1800  * @notifier: notifier struct to register
1801  */
1802 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1803 {
1804         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1805 }
1806 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1807
1808 /**
1809  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1810  * @notifier: notifier struct to unregister
1811  *
1812  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1813  */
1814 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1815 {
1816         hlist_del(&notifier->link);
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1819
1820 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1821 {
1822         struct preempt_notifier *notifier;
1823
1824         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1825                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1826 }
1827
1828 static void
1829 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1830                                  struct task_struct *next)
1831 {
1832         struct preempt_notifier *notifier;
1833
1834         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1835                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1836 }
1837
1838 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1839
1840 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1841 {
1842 }
1843
1844 static void
1845 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1846                                  struct task_struct *next)
1847 {
1848 }
1849
1850 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1851
1852 /**
1853  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1854  * @rq: the runqueue preparing to switch
1855  * @prev: the current task that is being switched out
1856  * @next: the task we are going to switch to.
1857  *
1858  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1859  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1860  * switch.
1861  *
1862  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1863  * hooks.
1864  */
1865 static inline void
1866 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1867                     struct task_struct *next)
1868 {
1869         trace_sched_switch(prev, next);
1870         sched_info_switch(prev, next);
1871         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1872         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1873         prepare_lock_switch(rq, next);
1874         prepare_arch_switch(next);
1875 }
1876
1877 /**
1878  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1879  * @rq: runqueue associated with task-switch
1880  * @prev: the thread we just switched away from.
1881  *
1882  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1883  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1884  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1885  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1886  *
1887  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1888  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1889  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1890  * details.)
1891  */
1892 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1893         __releases(rq->lock)
1894 {
1895         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1896         long prev_state;
1897
1898         rq->prev_mm = NULL;
1899
1900         /*
1901          * A task struct has one reference for the use as "current".
1902          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1903          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1904          * the scheduled task must drop that reference.
1905          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1906          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1907          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1908          * be dropped twice.
1909          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1910          */
1911         prev_state = prev->state;
1912         vtime_task_switch(prev);
1913         finish_arch_switch(prev);
1914         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1915         finish_lock_switch(rq, prev);
1916         finish_arch_post_lock_switch();
1917
1918         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1919         if (mm)
1920                 mmdrop(mm);
1921         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1922                 /*
1923                  * Remove function-return probe instances associated with this
1924                  * task and put them back on the free list.
1925                  */
1926                 kprobe_flush_task(prev);
1927                 put_task_struct(prev);
1928         }
1929
1930         tick_nohz_task_switch(current);
1931 }
1932
1933 #ifdef CONFIG_SMP
1934
1935 /* assumes rq->lock is held */
1936 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1937 {
1938         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1939                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1940 }
1941
1942 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1943 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1944 {
1945         if (rq->post_schedule) {
1946                 unsigned long flags;
1947
1948                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1949                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1950                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1951                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1952
1953                 rq->post_schedule = 0;
1954         }
1955 }
1956
1957 #else
1958
1959 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1960 {
1961 }
1962
1963 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1964 {
1965 }
1966
1967 #endif
1968
1969 /**
1970  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1971  * @prev: the thread we just switched away from.
1972  */
1973 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1974         __releases(rq->lock)
1975 {
1976         struct rq *rq = this_rq();
1977
1978         finish_task_switch(rq, prev);
1979
1980         /*
1981          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1982          * task_switch?
1983          */
1984         post_schedule(rq);
1985
1986 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1987         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1988         preempt_enable();
1989 #endif
1990         if (current->set_child_tid)
1991                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1992 }
1993
1994 /*
1995  * context_switch - switch to the new MM and the new
1996  * thread's register state.
1997  */
1998 static inline void
1999 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2000                struct task_struct *next)
2001 {
2002         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2003
2004         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2005
2006         mm = next->mm;
2007         oldmm = prev->active_mm;
2008         /*
2009          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2010          * combine the page table reload and the switch backend into
2011          * one hypercall.
2012          */
2013         arch_start_context_switch(prev);
2014
2015         if (!mm) {
2016                 next->active_mm = oldmm;
2017                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2018                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2019         } else
2020                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2021
2022         if (!prev->mm) {
2023                 prev->active_mm = NULL;
2024                 rq->prev_mm = oldmm;
2025         }
2026         /*
2027          * Since the runqueue lock will be released by the next
2028          * task (which is an invalid locking op but in the case
2029          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2030          * do an early lockdep release here:
2031          */
2032 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2033         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2034 #endif
2035
2036         context_tracking_task_switch(prev, next);
2037         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2038         switch_to(prev, next, prev);
2039
2040         barrier();
2041         /*
2042          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2043          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2044          * frame will be invalid.
2045          */
2046         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * nr_running and nr_context_switches:
2051  *
2052  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2053  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2054  */
2055 unsigned long nr_running(void)
2056 {
2057         unsigned long i, sum = 0;
2058
2059         for_each_online_cpu(i)
2060                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2061
2062         return sum;
2063 }
2064
2065 unsigned long long nr_context_switches(void)
2066 {
2067         int i;
2068         unsigned long long sum = 0;
2069
2070         for_each_possible_cpu(i)
2071                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2072
2073         return sum;
2074 }
2075
2076 unsigned long nr_iowait(void)
2077 {
2078         unsigned long i, sum = 0;
2079
2080         for_each_possible_cpu(i)
2081                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2082
2083         return sum;
2084 }
2085
2086 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2087 {
2088         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2089         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2090 }
2091
2092 unsigned long this_cpu_load(void)
2093 {
2094         struct rq *this = this_rq();
2095         return this->cpu_load[0];
2096 }
2097
2098
2099 /*
2100  * Global load-average calculations
2101  *
2102  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2103  * in order to minimize overhead.
2104  *
2105  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2106  * nr_uninterruptible.
2107  *
2108  * Once every LOAD_FREQ:
2109  *
2110  *   nr_active = 0;
2111  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2112  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2113  *
2114  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2115  *
2116  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2117  *
2118  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2119  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2120  *    to calculating nr_active.
2121  *
2122  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2123  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2124  *
2125  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2126  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2127  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2128  *
2129  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2130  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2131  *    cpu to have completed this task.
2132  *
2133  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2134  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2135  *
2136  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2137  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2138  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2139  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2140  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2141  *    all cpus yields the correct result.
2142  *
2143  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2144  */
2145
2146 /* Variables and functions for calc_load */
2147 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2148 static unsigned long calc_load_update;
2149 unsigned long avenrun[3];
2150 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2151
2152 /**
2153  * get_avenrun - get the load average array
2154  * @loads:      pointer to dest load array
2155  * @offset:     offset to add
2156  * @shift:      shift count to shift the result left
2157  *
2158  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2159  */
2160 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2161 {
2162         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2163         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2164         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2165 }
2166
2167 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2168 {
2169         long nr_active, delta = 0;
2170
2171         nr_active = this_rq->nr_running;
2172         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2173
2174         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2175                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2176                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2177         }
2178
2179         return delta;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2184  */
2185 static unsigned long
2186 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2187 {
2188         load *= exp;
2189         load += active * (FIXED_1 - exp);
2190         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2191         return load >> FSHIFT;
2192 }
2193
2194 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2195 /*
2196  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2197  *
2198  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2199  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2200  * NO_HZ.
2201  *
2202  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2203  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2204  * when we read the global state.
2205  *
2206  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2207  *
2208  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2209  *    contribution, causing under-accounting.
2210  *
2211  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2212  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2213  *
2214  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2215  *
2216  *        0s            5s            10s           15s
2217  *          +10           +10           +10           +10
2218  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2219  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2220  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2221  *
2222  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2223  *    accumlating the new one.
2224  *
2225  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2226  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2227  *    busy state.
2228  *
2229  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2230  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2231  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2232  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2233  *    LOAD_FREQ intervals.
2234  *
2235  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2236  */
2237 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2238 static int calc_load_idx;
2239
2240 static inline int calc_load_write_idx(void)
2241 {
2242         int idx = calc_load_idx;
2243
2244         /*
2245          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2246          * need to observe the new update time.
2247          */
2248         smp_rmb();
2249
2250         /*
2251          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2252          * next idle-delta.
2253          */
2254         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2255                 idx++;
2256
2257         return idx & 1;
2258 }
2259
2260 static inline int calc_load_read_idx(void)
2261 {
2262         return calc_load_idx & 1;
2263 }
2264
2265 void calc_load_enter_idle(void)
2266 {
2267         struct rq *this_rq = this_rq();
2268         long delta;
2269
2270         /*
2271          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2272          * into the pending idle delta.
2273          */
2274         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2275         if (delta) {
2276                 int idx = calc_load_write_idx();
2277                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2278         }
2279 }
2280
2281 void calc_load_exit_idle(void)
2282 {
2283         struct rq *this_rq = this_rq();
2284
2285         /*
2286          * If we're still before the sample window, we're done.
2287          */
2288         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2289                 return;
2290
2291         /*
2292          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2293          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2294          * sync up for the next window.
2295          */
2296         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2297         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2298                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2299 }
2300
2301 static long calc_load_fold_idle(void)
2302 {
2303         int idx = calc_load_read_idx();
2304         long delta = 0;
2305
2306         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2307                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2308
2309         return delta;
2310 }
2311
2312 /**
2313  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2314  *
2315  * @x:         base of the power
2316  * @frac_bits: fractional bits of @x
2317  * @n:         power to raise @x to.
2318  *
2319  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2320  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2321  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2322  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2323  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2324  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2325  * vector.
2326  */
2327 static unsigned long
2328 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2329 {
2330         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2331
2332         if (n) for (;;) {
2333                 if (n & 1) {
2334                         result *= x;
2335                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2336                         result >>= frac_bits;
2337                 }
2338                 n >>= 1;
2339                 if (!n)
2340                         break;
2341                 x *= x;
2342                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2343                 x >>= frac_bits;
2344         }
2345
2346         return result;
2347 }
2348
2349 /*
2350  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2351  *
2352  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2353  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2354  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2355  *
2356  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2357  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2358  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2359  *
2360  *  ...
2361  *
2362  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2363  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2364  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2365  *
2366  * [1] application of the geometric series:
2367  *
2368  *              n         1 - x^(n+1)
2369  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2370  *             i=0          1 - x
2371  */
2372 static unsigned long
2373 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2374             unsigned long active, unsigned int n)
2375 {
2376
2377         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2382  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2383  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2384  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2385  *
2386  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2387  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2388  */
2389 static void calc_global_nohz(void)
2390 {
2391         long delta, active, n;
2392
2393         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2394                 /*
2395                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2396                  */
2397                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2398                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2399
2400                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2401                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2402
2403                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2404                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2405                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2406
2407                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2408         }
2409
2410         /*
2411          * Flip the idle index...
2412          *
2413          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2414          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2415          * index, this avoids a double flip messing things up.
2416          */
2417         smp_wmb();
2418         calc_load_idx++;
2419 }
2420 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2421
2422 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2423 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2424
2425 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2426
2427 /*
2428  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2429  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2430  */
2431 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2432 {
2433         long active, delta;
2434
2435         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2436                 return;
2437
2438         /*
2439          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2440          */
2441         delta = calc_load_fold_idle();
2442         if (delta)
2443                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2444
2445         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2446         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2447
2448         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2449         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2450         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2451
2452         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2453
2454         /*
2455          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2456          */
2457         calc_global_nohz();
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2462  * active count.
2463  */
2464 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2465 {
2466         long delta;
2467
2468         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2469                 return;
2470
2471         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2472         if (delta)
2473                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2474
2475         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * End of global load-average stuff
2480  */
2481
2482 /*
2483  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2484  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2485  *
2486  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2487  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2488  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2489  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2490  *
2491  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2492  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2493  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2494  *
2495  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2496  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2497  * particular idx is approximated to be zero.
2498  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2499  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2500  * based on 128 point scale.
2501  * Example:
2502  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2503  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2504  *
2505  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2506  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2507  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2508  */
2509 #define DEGRADE_SHIFT           7
2510 static const unsigned char
2511                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2512 static const unsigned char
2513                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2514                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2515                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2516                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2517                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2518                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2519
2520 /*
2521  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2522  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2523  * adding any new load.
2524  */
2525 static unsigned long
2526 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2527 {
2528         int j = 0;
2529
2530         if (!missed_updates)
2531                 return load;
2532
2533         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2534                 return 0;
2535
2536         if (idx == 1)
2537                 return load >> missed_updates;
2538
2539         while (missed_updates) {
2540                 if (missed_updates % 2)
2541                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2542
2543                 missed_updates >>= 1;
2544                 j++;
2545         }
2546         return load;
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2551  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2552  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2553  */
2554 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2555                               unsigned long pending_updates)
2556 {
2557         int i, scale;
2558
2559         this_rq->nr_load_updates++;
2560
2561         /* Update our load: */
2562         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2563         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2564                 unsigned long old_load, new_load;
2565
2566                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2567
2568                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2569                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2570                 new_load = this_load;
2571                 /*
2572                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2573                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2574                  * example.
2575                  */
2576                 if (new_load > old_load)
2577                         new_load += scale - 1;
2578
2579                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2580         }
2581
2582         sched_avg_update(this_rq);
2583 }
2584
2585 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2586 /*
2587  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2588  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2589  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2590  *
2591  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2592  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2593  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2594  * (tick_nohz_idle_exit).
2595  *
2596  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2597  */
2598
2599 /*
2600  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2601  * idle balance.
2602  */
2603 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2604 {
2605         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2606         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2607         unsigned long pending_updates;
2608
2609         /*
2610          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2611          */
2612         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2613                 return;
2614
2615         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2616         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2617
2618         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2623  */
2624 void update_cpu_load_nohz(void)
2625 {
2626         struct rq *this_rq = this_rq();
2627         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2628         unsigned long pending_updates;
2629
2630         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2631                 return;
2632
2633         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2634         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2635         if (pending_updates) {
2636                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2637                 /*
2638                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2639                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2640                  */
2641                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2642         }
2643         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2644 }
2645 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2646
2647 /*
2648  * Called from scheduler_tick()
2649  */
2650 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2651 {
2652         /*
2653          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2654          */
2655         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2656         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2657
2658         calc_load_account_active(this_rq);
2659 }
2660
2661 #ifdef CONFIG_SMP
2662
2663 /*
2664  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2665  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2666  */
2667 void sched_exec(void)
2668 {
2669         struct task_struct *p = current;
2670         unsigned long flags;
2671         int dest_cpu;
2672
2673         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2674         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2675         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2676                 goto unlock;
2677
2678         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2679                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2680
2681                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2682                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2683                 return;
2684         }
2685 unlock:
2686         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2687 }
2688
2689 #endif
2690
2691 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2692 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2693
2694 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2695 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2696
2697 /*
2698  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2699  * @p in case that task is currently running.
2700  *
2701  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2702  */
2703 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2704 {
2705         u64 ns = 0;
2706
2707         if (task_current(rq, p)) {
2708                 update_rq_clock(rq);
2709                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2710                 if ((s64)ns < 0)
2711                         ns = 0;
2712         }
2713
2714         return ns;
2715 }
2716
2717 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2718 {
2719         unsigned long flags;
2720         struct rq *rq;
2721         u64 ns = 0;
2722
2723         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2724         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2725         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2726
2727         return ns;
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Return accounted runtime for the task.
2732  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2733  * pending runtime that have not been accounted yet.
2734  */
2735 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2736 {
2737         unsigned long flags;
2738         struct rq *rq;
2739         u64 ns = 0;
2740
2741         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2742         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2743         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2744
2745         return ns;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2750  * We call it with interrupts disabled.
2751  */
2752 void scheduler_tick(void)
2753 {
2754         int cpu = smp_processor_id();
2755         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2756         struct task_struct *curr = rq->curr;
2757
2758         sched_clock_tick();
2759
2760         raw_spin_lock(&rq->lock);
2761         update_rq_clock(rq);
2762         update_cpu_load_active(rq);
2763         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2764         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2765
2766         perf_event_task_tick();
2767
2768 #ifdef CONFIG_SMP
2769         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2770         trigger_load_balance(rq, cpu);
2771 #endif
2772         rq_last_tick_reset(rq);
2773 }
2774
2775 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2776 /**
2777  * scheduler_tick_max_deferment
2778  *
2779  * Keep at least one tick per second when a single
2780  * active task is running because the scheduler doesn't
2781  * yet completely support full dynticks environment.
2782  *
2783  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2784  * balancing, etc... continue to move forward, even
2785  * with a very low granularity.
2786  */
2787 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2788 {
2789         struct rq *rq = this_rq();
2790         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2791
2792         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2793
2794         if (time_before_eq(next, now))
2795                 return 0;
2796
2797         return jiffies_to_usecs(next - now) * NSEC_PER_USEC;
2798 }
2799 #endif
2800
2801 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2802 {
2803         if (in_lock_functions(addr)) {
2804                 addr = CALLER_ADDR2;
2805                 if (in_lock_functions(addr))
2806                         addr = CALLER_ADDR3;
2807         }
2808         return addr;
2809 }
2810
2811 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2812                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2813
2814 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2815 {
2816 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2817         /*
2818          * Underflow?
2819          */
2820         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2821                 return;
2822 #endif
2823         preempt_count() += val;
2824 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2825         /*
2826          * Spinlock count overflowing soon?
2827          */
2828         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2829                                 PREEMPT_MASK - 10);
2830 #endif
2831         if (preempt_count() == val)
2832                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2833 }
2834 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2835
2836 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2837 {
2838 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2839         /*
2840          * Underflow?
2841          */
2842         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2843                 return;
2844         /*
2845          * Is the spinlock portion underflowing?
2846          */
2847         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2848                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2849                 return;
2850 #endif
2851
2852         if (preempt_count() == val)
2853                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2854         preempt_count() -= val;
2855 }
2856 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2857
2858 #endif
2859
2860 /*
2861  * Print scheduling while atomic bug:
2862  */
2863 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2864 {
2865         if (oops_in_progress)
2866                 return;
2867
2868         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2869                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2870
2871         debug_show_held_locks(prev);
2872         print_modules();
2873         if (irqs_disabled())
2874                 print_irqtrace_events(prev);
2875         dump_stack();
2876         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2877 }
2878
2879 /*
2880  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2881  */
2882 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2883 {
2884         /*
2885          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2886          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2887          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2888          */
2889         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2890                 __schedule_bug(prev);
2891         rcu_sleep_check();
2892
2893         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2894
2895         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2896 }
2897
2898 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2899 {
2900         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2901                 update_rq_clock(rq);
2902         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2903 }
2904
2905 /*
2906  * Pick up the highest-prio task:
2907  */
2908 static inline struct task_struct *
2909 pick_next_task(struct rq *rq)
2910 {
2911         const struct sched_class *class;
2912         struct task_struct *p;
2913
2914         /*
2915          * Optimization: we know that if all tasks are in
2916          * the fair class we can call that function directly:
2917          */
2918         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2919                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2920                 if (likely(p))
2921                         return p;
2922         }
2923
2924         for_each_class(class) {
2925                 p = class->pick_next_task(rq);
2926                 if (p)
2927                         return p;
2928         }
2929
2930         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2931 }
2932
2933 /*
2934  * __schedule() is the main scheduler function.
2935  *
2936  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2937  *
2938  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2939  *
2940  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2941  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2942  *
2943  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2944  *      interrupt handler scheduler_tick().
2945  *
2946  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2947  *      task to the run-queue and that's it.
2948  *
2949  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2950  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2951  *      called on the nearest possible occasion:
2952  *
2953  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2954  *
2955  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2956  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2957  *           spin_unlock()!)
2958  *
2959  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2960  *           preemptible context
2961  *
2962  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2963  *         then at the next:
2964  *
2965  *          - cond_resched() call
2966  *          - explicit schedule() call
2967  *          - return from syscall or exception to user-space
2968  *          - return from interrupt-handler to user-space
2969  */
2970 static void __sched __schedule(void)
2971 {
2972         struct task_struct *prev, *next;
2973         unsigned long *switch_count;
2974         struct rq *rq;
2975         int cpu;
2976
2977 need_resched:
2978         preempt_disable();
2979         cpu = smp_processor_id();
2980         rq = cpu_rq(cpu);
2981         rcu_note_context_switch(cpu);
2982         prev = rq->curr;
2983
2984         schedule_debug(prev);
2985
2986         if (sched_feat(HRTICK))
2987                 hrtick_clear(rq);
2988
2989         /*
2990          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
2991          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
2992          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
2993          */
2994         smp_mb__before_spinlock();
2995         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2996
2997         switch_count = &prev->nivcsw;
2998         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2999                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3000                         prev->state = TASK_RUNNING;
3001                 } else {
3002                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3003                         prev->on_rq = 0;
3004
3005                         /*
3006                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3007                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3008                          * concurrency.
3009                          */
3010                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3011                                 struct task_struct *to_wakeup;
3012
3013                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3014                                 if (to_wakeup)
3015                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3016                         }
3017                 }
3018                 switch_count = &prev->nvcsw;
3019         }
3020
3021         pre_schedule(rq, prev);
3022
3023         if (unlikely(!rq->nr_running))
3024                 idle_balance(cpu, rq);
3025
3026         put_prev_task(rq, prev);
3027         next = pick_next_task(rq);
3028         clear_tsk_need_resched(prev);
3029         rq->skip_clock_update = 0;
3030
3031         if (likely(prev != next)) {
3032                 rq->nr_switches++;
3033                 rq->curr = next;
3034                 ++*switch_count;
3035
3036                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3037                 /*
3038                  * The context switch have flipped the stack from under us
3039                  * and restored the local variables which were saved when
3040                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3041                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3042                  */
3043                 cpu = smp_processor_id();
3044                 rq = cpu_rq(cpu);
3045         } else
3046                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3047
3048         post_schedule(rq);
3049
3050         sched_preempt_enable_no_resched();
3051         if (need_resched())
3052                 goto need_resched;
3053 }
3054
3055 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3056 {
3057         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3058                 return;
3059         /*
3060          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3061          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3062          */
3063         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3064                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3065 }
3066
3067 asmlinkage void __sched schedule(void)
3068 {
3069         struct task_struct *tsk = current;
3070
3071         sched_submit_work(tsk);
3072         __schedule();
3073 }
3074 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3075
3076 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3077 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
3078 {
3079         /*
3080          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3081          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3082          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3083          * we find a better solution.
3084          */
3085         user_exit();
3086         schedule();
3087         user_enter();
3088 }
3089 #endif
3090
3091 /**
3092  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3093  *
3094  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3095  */
3096 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3097 {
3098         sched_preempt_enable_no_resched();
3099         schedule();
3100         preempt_disable();
3101 }
3102
3103 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3104 /*
3105  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3106  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3107  * occur there and call schedule directly.
3108  */
3109 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3110 {
3111         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3112
3113         /*
3114          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3115          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3116          */
3117         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3118                 return;
3119
3120         do {
3121                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3122                 __schedule();
3123                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3124
3125                 /*
3126                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3127                  * between schedule and now.
3128                  */
3129                 barrier();
3130         } while (need_resched());
3131 }
3132 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3133
3134 /*
3135  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3136  * off of irq context.
3137  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3138  * protect us against recursive calling from irq.
3139  */
3140 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3141 {
3142         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3143         enum ctx_state prev_state;
3144
3145         /* Catch callers which need to be fixed */
3146         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3147
3148         prev_state = exception_enter();
3149
3150         do {
3151                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3152                 local_irq_enable();
3153                 __schedule();
3154                 local_irq_disable();
3155                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3156
3157                 /*
3158                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3159                  * between schedule and now.
3160                  */
3161                 barrier();
3162         } while (need_resched());
3163
3164         exception_exit(prev_state);
3165 }
3166
3167 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3168
3169 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3170                           void *key)
3171 {
3172         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3175
3176 /*
3177  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3178  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3179  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3180  *
3181  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3182  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3183  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3184  */
3185 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3186                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3187 {
3188         wait_queue_t *curr, *next;
3189
3190         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3191                 unsigned flags = curr->flags;
3192
3193                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3194                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3195                         break;
3196         }
3197 }
3198
3199 /**
3200  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3201  * @q: the waitqueue
3202  * @mode: which threads
3203  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3204  * @key: is directly passed to the wakeup function
3205  *
3206  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3207  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3208  */
3209 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3210                         int nr_exclusive, void *key)
3211 {
3212         unsigned long flags;
3213
3214         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3215         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3216         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3217 }
3218 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3219
3220 /*
3221  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3222  */
3223 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3224 {
3225         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3228
3229 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3230 {
3231         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3232 }
3233 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3234
3235 /**
3236  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3237  * @q: the waitqueue
3238  * @mode: which threads
3239  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3240  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3241  *
3242  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3243  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3244  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3245  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3246  *
3247  * On UP it can prevent extra preemption.
3248  *
3249  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3250  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3251  */
3252 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3253                         int nr_exclusive, void *key)
3254 {
3255         unsigned long flags;
3256         int wake_flags = WF_SYNC;
3257
3258         if (unlikely(!q))
3259                 return;
3260
3261         if (unlikely(!nr_exclusive))
3262                 wake_flags = 0;
3263
3264         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3265         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3266         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3269
3270 /*
3271  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3272  */
3273 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3274 {
3275         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3278
3279 /**
3280  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3281  * @x:  holds the state of this particular completion
3282  *
3283  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3284  * awakened in the same order in which they were queued.
3285  *
3286  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3287  *
3288  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3289  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3290  */
3291 void complete(struct completion *x)
3292 {
3293         unsigned long flags;
3294
3295         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3296         x->done++;
3297         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3298         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL(complete);
3301
3302 /**
3303  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3304  * @x:  holds the state of this particular completion
3305  *
3306  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3307  *
3308  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3309  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3310  */
3311 void complete_all(struct completion *x)
3312 {
3313         unsigned long flags;
3314
3315         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3316         x->done += UINT_MAX/2;
3317         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3318         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3319 }
3320 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3321
3322 static inline long __sched
3323 do_wait_for_common(struct completion *x,
3324                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3325 {
3326         if (!x->done) {
3327                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3328
3329                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3330                 do {
3331                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3332                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3333                                 break;
3334                         }
3335                         __set_current_state(state);
3336                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3337                         timeout = action(timeout);
3338                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3339                 } while (!x->done && timeout);
3340                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3341                 if (!x->done)
3342                         return timeout;
3343         }
3344         x->done--;
3345         return timeout ?: 1;
3346 }
3347
3348 static inline long __sched
3349 __wait_for_common(struct completion *x,
3350                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3351 {
3352         might_sleep();
3353
3354         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3355         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3356         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3357         return timeout;
3358 }
3359
3360 static long __sched
3361 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3362 {
3363         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3364 }
3365
3366 static long __sched
3367 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3368 {
3369         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3370 }
3371
3372 /**
3373  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3374  * @x:  holds the state of this particular completion
3375  *
3376  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3377  * interruptible and there is no timeout.
3378  *
3379  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3380  * and interrupt capability. Also see complete().
3381  */
3382 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3383 {
3384         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3387
3388 /**
3389  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3390  * @x:  holds the state of this particular completion
3391  * @timeout:  timeout value in jiffies
3392  *
3393  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3394  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3395  * interruptible.
3396  *
3397  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3398  * jiffies left till timeout) if completed.
3399  */
3400 unsigned long __sched
3401 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3402 {
3403         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3406
3407 /**
3408  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3409  * @x:  holds the state of this particular completion
3410  *
3411  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3412  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3413  * for IO.
3414  */
3415 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3416 {
3417         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3418 }
3419 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3420
3421 /**
3422  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3423  * @x:  holds the state of this particular completion
3424  * @timeout:  timeout value in jiffies
3425  *
3426  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3427  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3428  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3429  *
3430  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3431  * jiffies left till timeout) if completed.
3432  */
3433 unsigned long __sched
3434 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3435 {
3436         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3437 }
3438 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3439
3440 /**
3441  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3442  * @x:  holds the state of this particular completion
3443  *
3444  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3445  * interruptible.
3446  *
3447  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3448  */
3449 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3450 {
3451         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3452         if (t == -ERESTARTSYS)
3453                 return t;
3454         return 0;
3455 }
3456 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3457
3458 /**
3459  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3460  * @x:  holds the state of this particular completion
3461  * @timeout:  timeout value in jiffies
3462  *
3463  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3464  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3465  *
3466  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3467  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3468  */
3469 long __sched
3470 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3471                                           unsigned long timeout)
3472 {
3473         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3474 }
3475 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3476
3477 /**
3478  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3479  * @x:  holds the state of this particular completion
3480  *
3481  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3482  * interrupted by a kill signal.
3483  *
3484  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3485  */
3486 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3487 {
3488         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3489         if (t == -ERESTARTSYS)
3490                 return t;
3491         return 0;
3492 }
3493 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3494
3495 /**
3496  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3497  * @x:  holds the state of this particular completion
3498  * @timeout:  timeout value in jiffies
3499  *
3500  * This waits for either a completion of a specific task to be
3501  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3502  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3503  *
3504  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3505  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3506  */
3507 long __sched
3508 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3509                                      unsigned long timeout)
3510 {
3511         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3512 }
3513 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3514
3515 /**
3516  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3517  *      @x:     completion structure
3518  *
3519  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3520  *               1 if a decrement succeeded.
3521  *
3522  *      If a completion is being used as a counting completion,
3523  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3524  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3525  *      is protecting is not available.
3526  */
3527 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3528 {
3529         unsigned long flags;
3530         int ret = 1;
3531
3532         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3533         if (!x->done)
3534                 ret = 0;
3535         else
3536                 x->done--;
3537         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3538         return ret;
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3541
3542 /**
3543  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3544  *      @x:     completion structure
3545  *
3546  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3547  *               1 if there are no waiters.
3548  *
3549  */
3550 bool completion_done(struct completion *x)
3551 {
3552         unsigned long flags;
3553         int ret = 1;
3554
3555         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3556         if (!x->done)
3557                 ret = 0;
3558         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3559         return ret;
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3562
3563 static long __sched
3564 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3565 {
3566         unsigned long flags;
3567         wait_queue_t wait;
3568
3569         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3570
3571         __set_current_state(state);
3572
3573         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3574         __add_wait_queue(q, &wait);
3575         spin_unlock(&q->lock);
3576         timeout = schedule_timeout(timeout);
3577         spin_lock_irq(&q->lock);
3578         __remove_wait_queue(q, &wait);
3579         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3580
3581         return timeout;
3582 }
3583
3584 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3585 {
3586         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3589
3590 long __sched
3591 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3592 {
3593         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3594 }
3595 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3596
3597 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3598 {
3599         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3602
3603 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3604 {
3605         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3606 }
3607 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3608
3609 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3610
3611 /*
3612  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3613  * @p: task
3614  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3615  *
3616  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3617  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3618  *
3619  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3620  */
3621 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3622 {
3623         int oldprio, on_rq, running;
3624         struct rq *rq;
3625         const struct sched_class *prev_class;
3626
3627         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3628
3629         rq = __task_rq_lock(p);
3630
3631         /*
3632          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3633          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3634          *
3635          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3636          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3637          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3638          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3639          * with interrupts disabled and will complete the lock
3640          * protected section without being interrupted. So there is no
3641          * real need to boost.
3642          */
3643         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3644                 WARN_ON(p != rq->curr);
3645                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3646                 goto out_unlock;
3647         }
3648
3649         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3650         oldprio = p->prio;
3651         prev_class = p->sched_class;
3652         on_rq = p->on_rq;
3653         running = task_current(rq, p);
3654         if (on_rq)
3655                 dequeue_task(rq, p, 0);
3656         if (running)
3657                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3658
3659         if (rt_prio(prio))
3660                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3661         else
3662                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3663
3664         p->prio = prio;
3665
3666         if (running)
3667                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3668         if (on_rq)
3669                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3670
3671         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3672 out_unlock:
3673         __task_rq_unlock(rq);
3674 }
3675 #endif
3676 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3677 {
3678         int old_prio, delta, on_rq;
3679         unsigned long flags;
3680         struct rq *rq;
3681
3682         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3683                 return;
3684         /*
3685          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3686          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3687          */
3688         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3689         /*
3690          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3691          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3692          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3693          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3694          */
3695         if (task_has_rt_policy(p)) {
3696                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3697                 goto out_unlock;
3698         }
3699         on_rq = p->on_rq;
3700         if (on_rq)
3701                 dequeue_task(rq, p, 0);
3702
3703         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3704         set_load_weight(p);
3705         old_prio = p->prio;
3706         p->prio = effective_prio(p);
3707         delta = p->prio - old_prio;
3708
3709         if (on_rq) {
3710                 enqueue_task(rq, p, 0);
3711                 /*
3712                  * If the task increased its priority or is running and
3713                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3714                  */
3715                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3716                         resched_task(rq->curr);
3717         }
3718 out_unlock:
3719         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3720 }
3721 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3722
3723 /*
3724  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3725  * @p: task
3726  * @nice: nice value
3727  */
3728 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3729 {
3730         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3731         int nice_rlim = 20 - nice;
3732
3733         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3734                 capable(CAP_SYS_NICE));
3735 }
3736
3737 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3738
3739 /*
3740  * sys_nice - change the priority of the current process.
3741  * @increment: priority increment
3742  *
3743  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3744  * does similar things.
3745  */
3746 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3747 {
3748         long nice, retval;
3749
3750         /*
3751          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3752          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3753          * and we have a single winner.
3754          */
3755         if (increment < -40)
3756                 increment = -40;
3757         if (increment > 40)
3758                 increment = 40;
3759
3760         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3761         if (nice < -20)
3762                 nice = -20;
3763         if (nice > 19)
3764                 nice = 19;
3765
3766         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3767                 return -EPERM;
3768
3769         retval = security_task_setnice(current, nice);
3770         if (retval)
3771                 return retval;
3772
3773         set_user_nice(current, nice);
3774         return 0;
3775 }
3776
3777 #endif
3778
3779 /**
3780  * task_prio - return the priority value of a given task.
3781  * @p: the task in question.
3782  *
3783  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3784  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3785  * around 0, value goes from -16 to +15.
3786  */
3787 int task_prio(const struct task_struct *p)
3788 {
3789         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3790 }
3791
3792 /**
3793  * task_nice - return the nice value of a given task.
3794  * @p: the task in question.
3795  */
3796 int task_nice(const struct task_struct *p)
3797 {
3798         return TASK_NICE(p);
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3801
3802 /**
3803  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3804  * @cpu: the processor in question.
3805  */
3806 int idle_cpu(int cpu)
3807 {
3808         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3809
3810         if (rq->curr != rq->idle)
3811                 return 0;
3812
3813         if (rq->nr_running)
3814                 return 0;
3815
3816 #ifdef CONFIG_SMP
3817         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3818                 return 0;
3819 #endif
3820
3821         return 1;
3822 }
3823
3824 /**
3825  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3826  * @cpu: the processor in question.
3827  */
3828 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3829 {
3830         return cpu_rq(cpu)->idle;
3831 }
3832
3833 /**
3834  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3835  * @pid: the pid in question.
3836  */
3837 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3838 {
3839         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3840 }
3841
3842 extern struct cpumask hmp_slow_cpu_mask;
3843
3844 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3845 static void
3846 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3847 {
3848         p->policy = policy;
3849         p->rt_priority = prio;
3850         p->normal_prio = normal_prio(p);
3851         /* we are holding p->pi_lock already */
3852         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3853         if (rt_prio(p->prio)) {
3854                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3855 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
3856                 if (!cpumask_empty(&hmp_slow_cpu_mask))
3857                         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, cpu_all_mask)) {
3858                                 p->nr_cpus_allowed =
3859                                         cpumask_weight(&hmp_slow_cpu_mask);
3860                                 do_set_cpus_allowed(p, &hmp_slow_cpu_mask);
3861                         }
3862 #endif
3863         }
3864         else
3865                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3866         set_load_weight(p);
3867 }
3868
3869 /*
3870  * check the target process has a UID that matches the current process's
3871  */
3872 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3873 {
3874         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3875         bool match;
3876
3877         rcu_read_lock();
3878         pcred = __task_cred(p);
3879         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3880                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3881         rcu_read_unlock();
3882         return match;
3883 }
3884
3885 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3886                                 const struct sched_param *param, bool user)
3887 {
3888         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3889         unsigned long flags;
3890         const struct sched_class *prev_class;
3891         struct rq *rq;
3892         int reset_on_fork;
3893
3894         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3895         BUG_ON(in_interrupt());
3896 recheck:
3897         /* double check policy once rq lock held */
3898         if (policy < 0) {
3899                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3900                 policy = oldpolicy = p->policy;
3901         } else {
3902                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3903                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3904
3905                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3906                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3907                                 policy != SCHED_IDLE)
3908                         return -EINVAL;
3909         }
3910
3911         /*
3912          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3913          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3914          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3915          */
3916         if (param->sched_priority < 0 ||
3917             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3918             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3919                 return -EINVAL;
3920         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3921                 return -EINVAL;
3922
3923         /*
3924          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3925          */
3926         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3927                 if (rt_policy(policy)) {
3928                         unsigned long rlim_rtprio =
3929                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3930
3931                         /* can't set/change the rt policy */
3932                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3933                                 return -EPERM;
3934
3935                         /* can't increase priority */
3936                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3937                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3938                                 return -EPERM;
3939                 }
3940
3941                 /*
3942                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3943                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3944                  */
3945                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3946                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3947                                 return -EPERM;
3948                 }
3949
3950                 /* can't change other user's priorities */
3951                 if (!check_same_owner(p))
3952                         return -EPERM;
3953
3954                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3955                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3956                         return -EPERM;
3957         }
3958
3959         if (user) {
3960                 retval = security_task_setscheduler(p);
3961                 if (retval)
3962                         return retval;
3963         }
3964
3965         /*
3966          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3967          * changing the priority of the task:
3968          *
3969          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3970          * runqueue lock must be held.
3971          */
3972         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3973
3974         /*
3975          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3976          */
3977         if (p == rq->stop) {
3978                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3979                 return -EINVAL;
3980         }
3981
3982         /*
3983          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3984          */
3985         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3986                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3987                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3988                 return 0;
3989         }
3990
3991 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3992         if (user) {
3993                 /*
3994                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3995                  * assigned.
3996                  */
3997                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3998                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3999                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4000                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4001                         return -EPERM;
4002                 }
4003         }
4004 #endif
4005
4006         /* recheck policy now with rq lock held */
4007         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4008                 policy = oldpolicy = -1;
4009                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4010                 goto recheck;
4011         }
4012         on_rq = p->on_rq;
4013         running = task_current(rq, p);
4014         if (on_rq)
4015                 dequeue_task(rq, p, 0);
4016         if (running)
4017                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4018
4019         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4020
4021         oldprio = p->prio;
4022         prev_class = p->sched_class;
4023         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4024
4025         if (running)
4026                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4027         if (on_rq)
4028                 enqueue_task(rq, p, 0);
4029
4030         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4031         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4032
4033         rt_mutex_adjust_pi(p);
4034
4035         return 0;
4036 }
4037
4038 /**
4039  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4040  * @p: the task in question.
4041  * @policy: new policy.
4042  * @param: structure containing the new RT priority.
4043  *
4044  * NOTE that the task may be already dead.
4045  */
4046 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4047                        const struct sched_param *param)
4048 {
4049         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4050 }
4051 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4052
4053 /**
4054  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4055  * @p: the task in question.
4056  * @policy: new policy.
4057  * @param: structure containing the new RT priority.
4058  *
4059  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4060  * current context has permission.  For example, this is needed in
4061  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4062  * but our caller might not have that capability.
4063  */
4064 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4065                                const struct sched_param *param)
4066 {
4067         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4068 }
4069
4070 static int
4071 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4072 {
4073         struct sched_param lparam;
4074         struct task_struct *p;
4075         int retval;
4076
4077         if (!param || pid < 0)
4078                 return -EINVAL;
4079         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4080                 return -EFAULT;
4081
4082         rcu_read_lock();
4083         retval = -ESRCH;
4084         p = find_process_by_pid(pid);
4085         if (p != NULL)
4086                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4087         rcu_read_unlock();
4088
4089         return retval;
4090 }
4091
4092 /**
4093  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4094  * @pid: the pid in question.
4095  * @policy: new policy.
4096  * @param: structure containing the new RT priority.
4097  */
4098 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4099                 struct sched_param __user *, param)
4100 {
4101         /* negative values for policy are not valid */
4102         if (policy < 0)
4103                 return -EINVAL;
4104
4105         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4106 }
4107
4108 /**
4109  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4110  * @pid: the pid in question.
4111  * @param: structure containing the new RT priority.
4112  */
4113 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4114 {
4115         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4116 }
4117
4118 /**
4119  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4120  * @pid: the pid in question.
4121  */
4122 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4123 {
4124         struct task_struct *p;
4125         int retval;
4126
4127         if (pid < 0)
4128                 return -EINVAL;
4129
4130         retval = -ESRCH;
4131         rcu_read_lock();
4132         p = find_process_by_pid(pid);
4133         if (p) {
4134                 retval = security_task_getscheduler(p);
4135                 if (!retval)
4136                         retval = p->policy
4137                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4138         }
4139         rcu_read_unlock();
4140         return retval;
4141 }
4142
4143 /**
4144  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4145  * @pid: the pid in question.
4146  * @param: structure containing the RT priority.
4147  */
4148 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4149 {
4150         struct sched_param lp;
4151         struct task_struct *p;
4152         int retval;
4153
4154         if (!param || pid < 0)
4155                 return -EINVAL;
4156
4157         rcu_read_lock();
4158         p = find_process_by_pid(pid);
4159         retval = -ESRCH;
4160         if (!p)
4161                 goto out_unlock;
4162
4163         retval = security_task_getscheduler(p);
4164         if (retval)
4165                 goto out_unlock;
4166
4167         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4168         rcu_read_unlock();
4169
4170         /*
4171          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4172          */
4173         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4174
4175         return retval;
4176
4177 out_unlock:
4178         rcu_read_unlock();
4179         return retval;
4180 }
4181
4182 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4183 {
4184         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4185         struct task_struct *p;
4186         int retval;
4187
4188         get_online_cpus();
4189         rcu_read_lock();
4190
4191         p = find_process_by_pid(pid);
4192         if (!p) {
4193                 rcu_read_unlock();
4194                 put_online_cpus();
4195                 return -ESRCH;
4196         }
4197
4198         /* Prevent p going away */
4199         get_task_struct(p);
4200         rcu_read_unlock();
4201
4202         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4203                 retval = -EINVAL;
4204                 goto out_put_task;
4205         }
4206         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4207                 retval = -ENOMEM;
4208                 goto out_put_task;
4209         }
4210         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4211                 retval = -ENOMEM;
4212                 goto out_free_cpus_allowed;
4213         }
4214         retval = -EPERM;
4215         if (!check_same_owner(p)) {
4216                 rcu_read_lock();
4217                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4218                         rcu_read_unlock();
4219                         goto out_unlock;
4220                 }
4221                 rcu_read_unlock();
4222         }
4223
4224         retval = security_task_setscheduler(p);
4225         if (retval)
4226                 goto out_unlock;
4227
4228         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4229         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4230 again:
4231         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4232
4233         if (!retval) {
4234                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4235                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4236                         /*
4237                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4238                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4239                          * cpuset's cpus_allowed
4240                          */
4241                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4242                         goto again;
4243                 }
4244         }
4245 out_unlock:
4246         free_cpumask_var(new_mask);
4247 out_free_cpus_allowed:
4248         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4249 out_put_task:
4250         put_task_struct(p);
4251         put_online_cpus();
4252         return retval;
4253 }
4254
4255 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4256                              struct cpumask *new_mask)
4257 {
4258         if (len < cpumask_size())
4259                 cpumask_clear(new_mask);
4260         else if (len > cpumask_size())
4261                 len = cpumask_size();
4262
4263         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4264 }
4265
4266 /**
4267  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4268  * @pid: pid of the process
4269  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4270  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4271  */
4272 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4273                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4274 {
4275         cpumask_var_t new_mask;
4276         int retval;
4277
4278         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4279                 return -ENOMEM;
4280
4281         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4282         if (retval == 0)
4283                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4284         free_cpumask_var(new_mask);
4285         return retval;
4286 }
4287
4288 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4289 {
4290         struct task_struct *p;
4291         unsigned long flags;
4292         int retval;
4293
4294         get_online_cpus();
4295         rcu_read_lock();
4296
4297         retval = -ESRCH;
4298         p = find_process_by_pid(pid);
4299         if (!p)
4300                 goto out_unlock;
4301
4302         retval = security_task_getscheduler(p);
4303         if (retval)
4304                 goto out_unlock;
4305
4306         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4307         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4308         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4309
4310 out_unlock:
4311         rcu_read_unlock();
4312         put_online_cpus();
4313
4314         return retval;
4315 }
4316
4317 /**
4318  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4319  * @pid: pid of the process
4320  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4321  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4322  */
4323 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4324                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4325 {
4326         int ret;
4327         cpumask_var_t mask;
4328
4329         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4330                 return -EINVAL;
4331         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4332                 return -EINVAL;
4333
4334         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4335                 return -ENOMEM;
4336
4337         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4338         if (ret == 0) {
4339                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4340
4341                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4342                         ret = -EFAULT;
4343                 else
4344                         ret = retlen;
4345         }
4346         free_cpumask_var(mask);
4347
4348         return ret;
4349 }
4350
4351 /**
4352  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4353  *
4354  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4355  * other threads running on this CPU then this function will return.
4356  */
4357 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4358 {
4359         struct rq *rq = this_rq_lock();
4360
4361         schedstat_inc(rq, yld_count);
4362         current->sched_class->yield_task(rq);
4363
4364         /*
4365          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4366          * no need to preempt or enable interrupts:
4367          */
4368         __release(rq->lock);
4369         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4370         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4371         sched_preempt_enable_no_resched();
4372
4373         schedule();
4374
4375         return 0;
4376 }
4377
4378 static inline int should_resched(void)
4379 {
4380         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4381 }
4382
4383 static void __cond_resched(void)
4384 {
4385         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4386         __schedule();
4387         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4388 }
4389
4390 int __sched _cond_resched(void)
4391 {
4392         if (should_resched()) {
4393                 __cond_resched();
4394                 return 1;
4395         }
4396         return 0;
4397 }
4398 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4399
4400 /*
4401  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4402  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4403  *
4404  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4405  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4406  * spin_unlock(), once by hand).
4407  */
4408 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4409 {
4410         int resched = should_resched();
4411         int ret = 0;
4412
4413         lockdep_assert_held(lock);
4414
4415         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4416                 spin_unlock(lock);
4417                 if (resched)
4418                         __cond_resched();
4419                 else
4420                         cpu_relax();
4421                 ret = 1;
4422                 spin_lock(lock);
4423         }
4424         return ret;
4425 }
4426 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4427
4428 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4429 {
4430         BUG_ON(!in_softirq());
4431
4432         if (should_resched()) {
4433                 local_bh_enable();
4434                 __cond_resched();
4435                 local_bh_disable();
4436                 return 1;
4437         }
4438         return 0;
4439 }
4440 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4441
4442 /**
4443  * yield - yield the current processor to other threads.
4444  *
4445  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4446  *
4447  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4448  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4449  * it, its already broken.
4450  *
4451  * Typical broken usage is:
4452  *
4453  * while (!event)
4454  *      yield();
4455  *
4456  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4457  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4458  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4459  *
4460  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4461  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4462  * If you still want to use yield(), do not!
4463  */
4464 void __sched yield(void)
4465 {
4466         set_current_state(TASK_RUNNING);
4467         sys_sched_yield();
4468 }
4469 EXPORT_SYMBOL(yield);
4470
4471 /**
4472  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4473  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4474  * processor it's on.
4475  * @p: target task
4476  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4477  *
4478  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4479  * can't go away on us before we can do any checks.
4480  *
4481  * Returns:
4482  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4483  *      false (0) if we failed to boost the target.
4484  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4485  */
4486 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4487 {
4488         struct task_struct *curr = current;
4489         struct rq *rq, *p_rq;
4490         unsigned long flags;
4491         int yielded = 0;
4492
4493         local_irq_save(flags);
4494         rq = this_rq();
4495
4496 again:
4497         p_rq = task_rq(p);
4498         /*
4499          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4500          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4501          */
4502         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4503                 yielded = -ESRCH;
4504                 goto out_irq;
4505         }
4506
4507         double_rq_lock(rq, p_rq);
4508         while (task_rq(p) != p_rq) {
4509                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4510                 goto again;
4511         }
4512
4513         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4514                 goto out_unlock;
4515
4516         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4517                 goto out_unlock;
4518
4519         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4520                 goto out_unlock;
4521
4522         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4523         if (yielded) {
4524                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4525                 /*
4526                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4527                  * fairness.
4528                  */
4529                 if (preempt && rq != p_rq)
4530                         resched_task(p_rq->curr);
4531         }
4532
4533 out_unlock:
4534         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4535 out_irq:
4536         local_irq_restore(flags);
4537
4538         if (yielded > 0)
4539                 schedule();
4540
4541         return yielded;
4542 }
4543 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4544
4545 /*
4546  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4547  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4548  */
4549 void __sched io_schedule(void)
4550 {
4551         struct rq *rq = raw_rq();
4552
4553         delayacct_blkio_start();
4554         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4555         blk_flush_plug(current);
4556         current->in_iowait = 1;
4557         schedule();
4558         current->in_iowait = 0;
4559         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4560         delayacct_blkio_end();
4561 }
4562 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4563
4564 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4565 {
4566         struct rq *rq = raw_rq();
4567         long ret;
4568
4569         delayacct_blkio_start();
4570         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4571         blk_flush_plug(current);
4572         current->in_iowait = 1;
4573         ret = schedule_timeout(timeout);
4574         current->in_iowait = 0;
4575         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4576         delayacct_blkio_end();
4577         return ret;
4578 }
4579
4580 /**
4581  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4582  * @policy: scheduling class.
4583  *
4584  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4585  * by a given scheduling class.
4586  */
4587 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4588 {
4589         int ret = -EINVAL;
4590
4591         switch (policy) {
4592         case SCHED_FIFO:
4593         case SCHED_RR:
4594                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4595                 break;
4596         case SCHED_NORMAL:
4597         case SCHED_BATCH:
4598         case SCHED_IDLE:
4599                 ret = 0;
4600                 break;
4601         }
4602         return ret;
4603 }
4604
4605 /**
4606  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4607  * @policy: scheduling class.
4608  *
4609  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4610  * by a given scheduling class.
4611  */
4612 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4613 {
4614         int ret = -EINVAL;
4615
4616         switch (policy) {
4617         case SCHED_FIFO:
4618         case SCHED_RR:
4619                 ret = 1;
4620                 break;
4621         case SCHED_NORMAL:
4622         case SCHED_BATCH:
4623         case SCHED_IDLE:
4624                 ret = 0;
4625         }
4626         return ret;
4627 }
4628
4629 /**
4630  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4631  * @pid: pid of the process.
4632  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4633  *
4634  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4635  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4636  */
4637 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4638                 struct timespec __user *, interval)
4639 {
4640         struct task_struct *p;
4641         unsigned int time_slice;
4642         unsigned long flags;
4643         struct rq *rq;
4644         int retval;
4645         struct timespec t;
4646
4647         if (pid < 0)
4648                 return -EINVAL;
4649
4650         retval = -ESRCH;
4651         rcu_read_lock();
4652         p = find_process_by_pid(pid);
4653         if (!p)
4654                 goto out_unlock;
4655
4656         retval = security_task_getscheduler(p);
4657         if (retval)
4658                 goto out_unlock;
4659
4660         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4661         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4662         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4663
4664         rcu_read_unlock();
4665         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4666         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4667         return retval;
4668
4669 out_unlock:
4670         rcu_read_unlock();
4671         return retval;
4672 }
4673
4674 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4675
4676 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4677 {
4678         unsigned long free = 0;
4679         int ppid;
4680         unsigned state;
4681
4682         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4683         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4684                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4685 #if BITS_PER_LONG == 32
4686         if (state == TASK_RUNNING)
4687                 printk(KERN_CONT " running  ");
4688         else
4689                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4690 #else
4691         if (state == TASK_RUNNING)
4692                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4693         else
4694                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4695 #endif
4696 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4697         free = stack_not_used(p);
4698 #endif
4699         rcu_read_lock();
4700         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4701         rcu_read_unlock();
4702         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4703                 task_pid_nr(p), ppid,
4704                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4705
4706         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4707         show_stack(p, NULL);
4708 }
4709
4710 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4711 {
4712         struct task_struct *g, *p;
4713
4714 #if BITS_PER_LONG == 32
4715         printk(KERN_INFO
4716                 "  task                PC stack   pid father\n");
4717 #else
4718         printk(KERN_INFO
4719                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4720 #endif
4721         rcu_read_lock();
4722         do_each_thread(g, p) {
4723                 /*
4724                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4725                  * console might take a lot of time:
4726                  */
4727                 touch_nmi_watchdog();
4728                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4729                         sched_show_task(p);
4730         } while_each_thread(g, p);
4731
4732         touch_all_softlockup_watchdogs();
4733
4734 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4735         sysrq_sched_debug_show();
4736 #endif
4737         rcu_read_unlock();
4738         /*
4739          * Only show locks if all tasks are dumped:
4740          */
4741         if (!state_filter)
4742                 debug_show_all_locks();
4743 }
4744
4745 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4746 {
4747         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4748 }
4749
4750 /**
4751  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4752  * @idle: task in question
4753  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4754  *
4755  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4756  * flag, to make booting more robust.
4757  */
4758 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4759 {
4760         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4761         unsigned long flags;
4762
4763         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4764
4765         __sched_fork(idle);
4766         idle->state = TASK_RUNNING;
4767         idle->se.exec_start = sched_clock();
4768
4769         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4770         /*
4771          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4772          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4773          * lockdep check in task_group() will fail.
4774          *
4775          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4776          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4777          *
4778          * Silence PROVE_RCU
4779          */
4780         rcu_read_lock();
4781         __set_task_cpu(idle, cpu);
4782         rcu_read_unlock();
4783
4784         rq->curr = rq->idle = idle;
4785 #if defined(CONFIG_SMP)
4786         idle->on_cpu = 1;
4787 #endif
4788         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4789
4790         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4791         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4792
4793         /*
4794          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4795          */
4796         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4797         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4798         vtime_init_idle(idle, cpu);
4799 #if defined(CONFIG_SMP)
4800         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4801 #endif
4802 }
4803
4804 #ifdef CONFIG_SMP
4805 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4806 {
4807         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4808                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4809
4810         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4811         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4812 }
4813
4814 /*
4815  * This is how migration works:
4816  *
4817  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4818  *    stop_one_cpu().
4819  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4820  *    off the CPU)
4821  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4822  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4823  *    it and puts it into the right queue.
4824  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4825  *    is done.
4826  */
4827
4828 /*
4829  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4830  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4831  * is removed from the allowed bitmask.
4832  *
4833  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4834  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4835  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4836  */
4837 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4838 {
4839         unsigned long flags;
4840         struct rq *rq;
4841         unsigned int dest_cpu;
4842         int ret = 0;
4843
4844         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4845
4846         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4847                 goto out;
4848
4849         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4850                 ret = -EINVAL;
4851                 goto out;
4852         }
4853
4854         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4855
4856         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4857         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4858                 goto out;
4859
4860         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4861         if (p->on_rq) {
4862                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4863                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4864                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4865                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4866                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4867                 return 0;
4868         }
4869 out:
4870         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4871
4872         return ret;
4873 }
4874 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4875
4876 /*
4877  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4878  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4879  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4880  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4881  *
4882  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4883  * as the task is no longer on this CPU.
4884  *
4885  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4886  */
4887 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4888 {
4889         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4890         int ret = 0;
4891
4892         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4893                 return ret;
4894
4895         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4896         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4897
4898         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4899         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4900         /* Already moved. */
4901         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4902                 goto done;
4903         /* Affinity changed (again). */
4904         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4905                 goto fail;
4906
4907         /*
4908          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4909          * placed properly.
4910          */
4911         if (p->on_rq) {
4912                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4913                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4914                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4915                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4916         }
4917 done:
4918         ret = 1;
4919 fail:
4920         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4921         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4922         return ret;
4923 }
4924
4925 /*
4926  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4927  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4928  * 'pushing' onto another runqueue.
4929  */
4930 static int migration_cpu_stop(void *data)
4931 {
4932         struct migration_arg *arg = data;
4933
4934         /*
4935          * The original target cpu might have gone down and we might
4936          * be on another cpu but it doesn't matter.
4937          */
4938         local_irq_disable();
4939         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4940         local_irq_enable();
4941         return 0;
4942 }
4943
4944 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4945
4946 /*
4947  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4948  * offline.
4949  */
4950 void idle_task_exit(void)
4951 {
4952         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4953
4954         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4955
4956         if (mm != &init_mm)
4957                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4958         mmdrop(mm);
4959 }
4960
4961 /*
4962  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4963  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4964  * nr_active count is stable.
4965  *
4966  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4967  */
4968 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4969 {
4970         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4971         if (delta)
4972                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4973 }
4974
4975 /*
4976  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4977  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4978  *
4979  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4980  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4981  * because of lock validation efforts.
4982  */
4983 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4984 {
4985         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4986         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4987         int dest_cpu;
4988
4989         /*
4990          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4991          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4992          *
4993          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4994          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4995          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4996          * done here.
4997          */
4998         rq->stop = NULL;
4999
5000         for ( ; ; ) {
5001                 /*
5002                  * There's this thread running, bail when that's the only
5003                  * remaining thread.
5004                  */
5005                 if (rq->nr_running == 1)
5006                         break;
5007
5008                 next = pick_next_task(rq);
5009                 BUG_ON(!next);
5010                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5011
5012                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5013                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5014                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5015
5016                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5017
5018                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5019         }
5020
5021         rq->stop = stop;
5022 }
5023
5024 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5025
5026 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5027
5028 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5029         {
5030                 .procname       = "sched_domain",
5031                 .mode           = 0555,
5032         },
5033         {}
5034 };
5035
5036 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5037         {
5038                 .procname       = "kernel",
5039                 .mode           = 0555,
5040                 .child          = sd_ctl_dir,
5041         },
5042         {}
5043 };
5044
5045 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5046 {
5047         struct ctl_table *entry =
5048                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5049
5050         return entry;
5051 }
5052
5053 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5054 {
5055         struct ctl_table *entry;
5056
5057         /*
5058          * In the intermediate directories, both the child directory and
5059          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5060          * will always be set. In the lowest directory the names are
5061          * static strings and all have proc handlers.
5062          */
5063         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5064                 if (entry->child)
5065                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5066                 if (entry->proc_handler == NULL)
5067                         kfree(entry->procname);
5068         }
5069
5070         kfree(*tablep);
5071         *tablep = NULL;
5072 }
5073
5074 static int min_load_idx = 0;
5075 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5076
5077 static void
5078 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5079                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5080                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5081                 bool load_idx)
5082 {
5083         entry->procname = procname;
5084         entry->data = data;
5085         entry->maxlen = maxlen;
5086         entry->mode = mode;
5087         entry->proc_handler = proc_handler;
5088
5089         if (load_idx) {
5090                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5091                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5092         }
5093 }
5094
5095 static struct ctl_table *
5096 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5097 {
5098         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5099
5100         if (table == NULL)
5101                 return NULL;
5102
5103         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5104                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5105         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5106                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5107         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5108                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5109         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5110                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5111         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5112                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5113         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5114                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5115         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5116                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5117         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5118                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5119         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5120                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5121         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5122                 &sd->cache_nice_tries,
5123                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5124         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5125                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5126         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5127                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5128         /* &table[12] is terminator */
5129
5130         return table;
5131 }
5132
5133 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5134 {
5135         struct ctl_table *entry, *table;
5136         struct sched_domain *sd;
5137         int domain_num = 0, i;
5138         char buf[32];
5139
5140         for_each_domain(cpu, sd)
5141                 domain_num++;
5142         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5143         if (table == NULL)
5144                 return NULL;
5145
5146         i = 0;
5147         for_each_domain(cpu, sd) {
5148                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5149                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5150                 entry->mode = 0555;
5151                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5152                 entry++;
5153                 i++;
5154         }
5155         return table;
5156 }
5157
5158 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5159 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5160 {
5161         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5162         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5163         char buf[32];
5164
5165         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5166         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5167
5168         if (entry == NULL)
5169                 return;
5170
5171         for_each_possible_cpu(i) {
5172                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5173                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5174                 entry->mode = 0555;
5175                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5176                 entry++;
5177         }
5178
5179         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5180         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5181 }
5182
5183 /* may be called multiple times per register */
5184 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5185 {
5186         if (sd_sysctl_header)
5187                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5188         sd_sysctl_header = NULL;
5189         if (sd_ctl_dir[0].child)
5190                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5191 }
5192 #else
5193 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5194 {
5195 }
5196 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5197 {
5198 }
5199 #endif
5200
5201 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5202 {
5203         if (!rq->online) {
5204                 const struct sched_class *class;
5205
5206                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5207                 rq->online = 1;
5208
5209                 for_each_class(class) {
5210                         if (class->rq_online)
5211                                 class->rq_online(rq);
5212                 }
5213         }
5214 }
5215
5216 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5217 {
5218         if (rq->online) {
5219                 const struct sched_class *class;
5220
5221                 for_each_class(class) {
5222                         if (class->rq_offline)
5223                                 class->rq_offline(rq);
5224                 }
5225
5226                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5227                 rq->online = 0;
5228         }
5229 }
5230
5231 /*
5232  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5233  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5234  */
5235 static int __cpuinit
5236 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5237 {
5238         int cpu = (long)hcpu;
5239         unsigned long flags;
5240         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5241
5242         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5243
5244         case CPU_UP_PREPARE:
5245                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5246                 break;
5247
5248         case CPU_ONLINE:
5249                 /* Update our root-domain */
5250                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5251                 if (rq->rd) {
5252                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5253
5254                         set_rq_online(rq);
5255                 }
5256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5257                 break;
5258
5259 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5260         case CPU_DYING:
5261                 sched_ttwu_pending();
5262                 /* Update our root-domain */
5263                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5264                 if (rq->rd) {
5265                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5266                         set_rq_offline(rq);
5267                 }
5268                 migrate_tasks(cpu);
5269                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5270                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5271                 break;
5272
5273         case CPU_DEAD:
5274                 calc_load_migrate(rq);
5275                 break;
5276 #endif
5277         }
5278
5279         update_max_interval();
5280
5281         return NOTIFY_OK;
5282 }
5283
5284 /*
5285  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5286  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5287  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5288  */
5289 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5290         .notifier_call = migration_call,
5291         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5292 };
5293
5294 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5295                                       unsigned long action, void *hcpu)
5296 {
5297         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5298         case CPU_STARTING:
5299         case CPU_DOWN_FAILED:
5300                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5301                 return NOTIFY_OK;
5302         default:
5303                 return NOTIFY_DONE;
5304         }
5305 }
5306
5307 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5308                                         unsigned long action, void *hcpu)
5309 {
5310         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5311         case CPU_DOWN_PREPARE:
5312                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5313                 return NOTIFY_OK;
5314         default:
5315                 return NOTIFY_DONE;
5316         }
5317 }
5318
5319 static int __init migration_init(void)
5320 {
5321         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5322         int err;
5323
5324         /* Initialize migration for the boot CPU */
5325         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5326         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5327         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5328         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5329
5330         /* Register cpu active notifiers */
5331         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5332         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5333
5334         return 0;
5335 }
5336 early_initcall(migration_init);
5337 #endif
5338
5339 #ifdef CONFIG_SMP
5340
5341 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5342
5343 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5344
5345 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5346
5347 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5348 {
5349         sched_debug_enabled = 1;
5350
5351         return 0;
5352 }
5353 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5354
5355 static inline bool sched_debug(void)
5356 {
5357         return sched_debug_enabled;
5358 }
5359
5360 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5361                                   struct cpumask *groupmask)
5362 {
5363         struct sched_group *group = sd->groups;
5364         char str[256];
5365
5366         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5367         cpumask_clear(groupmask);
5368
5369         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5370
5371         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5372                 printk("does not load-balance\n");
5373                 if (sd->parent)
5374                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5375                                         " has parent");
5376                 return -1;
5377         }
5378
5379         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5380
5381         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5382                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5383                                 "CPU%d\n", cpu);
5384         }
5385         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5386                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5387                                 " CPU%d\n", cpu);
5388         }
5389
5390         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5391         do {
5392                 if (!group) {
5393                         printk("\n");
5394                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5395                         break;
5396                 }
5397
5398                 /*
5399                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5400                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5401                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5402                  */
5403                 if (!group->sgp->power_orig) {
5404                         printk(KERN_CONT "\n");
5405                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5406                                         "set\n");
5407                         break;
5408                 }
5409
5410                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5411                         printk(KERN_CONT "\n");
5412                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5413                         break;
5414                 }
5415
5416                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5417                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5418                         printk(KERN_CONT "\n");
5419                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5420                         break;
5421                 }
5422
5423                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5424
5425                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5426
5427                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5428                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5429                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5430                                 group->sgp->power);
5431                 }
5432
5433                 group = group->next;
5434         } while (group != sd->groups);
5435         printk(KERN_CONT "\n");
5436
5437         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5438                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5439
5440         if (sd->parent &&
5441             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5442                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5443                         "of domain->span\n");
5444         return 0;
5445 }
5446
5447 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5448 {
5449         int level = 0;
5450
5451         if (!sched_debug_enabled)
5452                 return;
5453
5454         if (!sd) {
5455                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5456                 return;
5457         }
5458
5459         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5460
5461         for (;;) {
5462                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5463                         break;
5464                 level++;
5465                 sd = sd->parent;
5466                 if (!sd)
5467                         break;
5468         }
5469 }
5470 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5471 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5472 static inline bool sched_debug(void)
5473 {
5474         return false;
5475 }
5476 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5477
5478 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5479 {
5480         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5481                 return 1;
5482
5483         /* Following flags need at least 2 groups */
5484         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5485                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5486                          SD_BALANCE_FORK |
5487                          SD_BALANCE_EXEC |
5488                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5489                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5490                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5491                         return 0;
5492         }
5493
5494         /* Following flags don't use groups */
5495         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5496                 return 0;
5497
5498         return 1;
5499 }
5500
5501 static int
5502 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5503 {
5504         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5505
5506         if (sd_degenerate(parent))
5507                 return 1;
5508
5509         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5510                 return 0;
5511
5512         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5513         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5514                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5515                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5516                                 SD_BALANCE_FORK |
5517                                 SD_BALANCE_EXEC |
5518                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5519                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5520                 if (nr_node_ids == 1)
5521                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5522         }
5523         if (~cflags & pflags)
5524                 return 0;
5525
5526         return 1;
5527 }
5528
5529 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5530 {
5531         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5532
5533         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5534         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5535         free_cpumask_var(rd->online);
5536         free_cpumask_var(rd->span);
5537         kfree(rd);
5538 }
5539
5540 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5541 {
5542         struct root_domain *old_rd = NULL;
5543         unsigned long flags;
5544
5545         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5546
5547         if (rq->rd) {
5548                 old_rd = rq->rd;
5549
5550                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5551                         set_rq_offline(rq);
5552
5553                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5554
5555                 /*
5556                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5557                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5558                  * in this function:
5559                  */
5560                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5561                         old_rd = NULL;
5562         }
5563
5564         atomic_inc(&rd->refcount);
5565         rq->rd = rd;
5566
5567         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5568         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5569                 set_rq_online(rq);
5570
5571         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5572
5573         if (old_rd)
5574                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5575 }
5576
5577 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5578 {
5579         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5580
5581         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5582                 goto out;
5583         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5584                 goto free_span;
5585         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5586                 goto free_online;
5587
5588         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5589                 goto free_rto_mask;
5590         return 0;
5591
5592 free_rto_mask:
5593         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5594 free_online:
5595         free_cpumask_var(rd->online);
5596 free_span:
5597         free_cpumask_var(rd->span);
5598 out:
5599         return -ENOMEM;
5600 }
5601
5602 /*
5603  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5604  * members (mimicking the global state we have today).
5605  */
5606 struct root_domain def_root_domain;
5607
5608 static void init_defrootdomain(void)
5609 {
5610         init_rootdomain(&def_root_domain);
5611
5612         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5613 }
5614
5615 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5616 {
5617         struct root_domain *rd;
5618
5619         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5620         if (!rd)
5621                 return NULL;
5622
5623         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5624                 kfree(rd);
5625                 return NULL;
5626         }
5627
5628         return rd;
5629 }
5630
5631 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5632 {
5633         struct sched_group *tmp, *first;
5634
5635         if (!sg)
5636                 return;
5637
5638         first = sg;
5639         do {
5640                 tmp = sg->next;
5641
5642                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5643                         kfree(sg->sgp);
5644
5645                 kfree(sg);
5646                 sg = tmp;
5647         } while (sg != first);
5648 }
5649
5650 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5651 {
5652         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5653
5654         /*
5655          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5656          * nuke them all.
5657          */
5658         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5659                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5660         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5661                 kfree(sd->groups->sgp);
5662                 kfree(sd->groups);
5663         }
5664         kfree(sd);
5665 }
5666
5667 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5668 {
5669         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5670 }
5671
5672 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5673 {
5674         for (; sd; sd = sd->parent)
5675                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5676 }
5677
5678 /*
5679  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5680  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5681  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5682  *
5683  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5684  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5685  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5686  */
5687 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5688 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5689
5690 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5691 {
5692         struct sched_domain *sd;
5693         int id = cpu;
5694
5695         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5696         if (sd)
5697                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5698
5699         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5700         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5701 }
5702
5703 /*
5704  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5705  * hold the hotplug lock.
5706  */
5707 static void
5708 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5709 {
5710         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5711         struct sched_domain *tmp;
5712
5713         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5714         for (tmp = sd; tmp; ) {
5715                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5716                 if (!parent)
5717                         break;
5718
5719                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5720                         tmp->parent = parent->parent;
5721                         if (parent->parent)
5722                                 parent->parent->child = tmp;
5723                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5724                 } else
5725                         tmp = tmp->parent;
5726         }
5727
5728         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5729                 tmp = sd;
5730                 sd = sd->parent;
5731                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5732                 if (sd)
5733                         sd->child = NULL;
5734         }
5735
5736         sched_domain_debug(sd, cpu);
5737
5738         rq_attach_root(rq, rd);
5739         tmp = rq->sd;
5740         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5741         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5742
5743         update_top_cache_domain(cpu);
5744 }
5745
5746 /* cpus with isolated domains */
5747 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5748
5749 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5750 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5751 {
5752         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5753         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5754         return 1;
5755 }
5756
5757 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5758
5759 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5760 {
5761         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5762 }
5763
5764 struct sd_data {
5765         struct sched_domain **__percpu sd;
5766         struct sched_group **__percpu sg;
5767         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5768 };
5769
5770 struct s_data {
5771         struct sched_domain ** __percpu sd;
5772         struct root_domain      *rd;
5773 };
5774
5775 enum s_alloc {
5776         sa_rootdomain,
5777         sa_sd,
5778         sa_sd_storage,
5779         sa_none,
5780 };
5781
5782 struct sched_domain_topology_level;
5783
5784 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5785 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5786
5787 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5788
5789 struct sched_domain_topology_level {
5790         sched_domain_init_f init;
5791         sched_domain_mask_f mask;
5792         int                 flags;
5793         int                 numa_level;
5794         struct sd_data      data;
5795 };
5796
5797 /*
5798  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5799  * domain traversal.
5800  *
5801  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5802  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5803  * range.
5804  *
5805  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5806  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5807  * cpu they're built on, so check that.
5808  *
5809  */
5810 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5811 {
5812         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5813         struct sd_data *sdd = sd->private;
5814         struct sched_domain *sibling;
5815         int i;
5816
5817         for_each_cpu(i, span) {
5818                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5819                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5820                         continue;
5821
5822                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5823         }
5824 }
5825
5826 /*
5827  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5828  * of this group that's also in the iteration mask.
5829  */
5830 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5831 {
5832         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5833 }
5834
5835 static int
5836 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5837 {
5838         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5839         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5840         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5841         struct sd_data *sdd = sd->private;
5842         struct sched_domain *child;
5843         int i;
5844
5845         cpumask_clear(covered);
5846
5847         for_each_cpu(i, span) {
5848                 struct cpumask *sg_span;
5849
5850                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5851                         continue;
5852
5853                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5854
5855                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5856                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5857                         continue;
5858
5859                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5860                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5861
5862                 if (!sg)
5863                         goto fail;
5864
5865                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5866                 if (child->child) {
5867                         child = child->child;
5868                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5869                 } else
5870                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5871
5872                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5873
5874                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5875                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5876                         build_group_mask(sd, sg);
5877
5878                 /*
5879                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5880                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5881                  * die on a /0 trap.
5882                  */
5883                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5884
5885                 /*
5886                  * Make sure the first group of this domain contains the
5887                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5888                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5889                  */
5890                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5891                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5892                         groups = sg;
5893
5894                 if (!first)
5895                         first = sg;
5896                 if (last)
5897                         last->next = sg;
5898                 last = sg;
5899                 last->next = first;
5900         }
5901         sd->groups = groups;
5902
5903         return 0;
5904
5905 fail:
5906         free_sched_groups(first, 0);
5907
5908         return -ENOMEM;
5909 }
5910
5911 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5912 {
5913         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5914         struct sched_domain *child = sd->child;
5915
5916         if (child)
5917                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5918
5919         if (sg) {
5920                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5921                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5922                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5923         }
5924
5925         return cpu;
5926 }
5927
5928 /*
5929  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5930  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5931  * and ->cpu_power to 0.
5932  *
5933  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5934  */
5935 static int
5936 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5937 {
5938         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5939         struct sd_data *sdd = sd->private;
5940         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5941         struct cpumask *covered;
5942         int i;
5943
5944         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5945         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5946
5947         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5948                 return 0;
5949
5950         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5951         covered = sched_domains_tmpmask;
5952
5953         cpumask_clear(covered);
5954
5955         for_each_cpu(i, span) {
5956                 struct sched_group *sg;
5957                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5958                 int j;
5959
5960                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5961                         continue;
5962
5963                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5964                 sg->sgp->power = 0;
5965                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5966
5967                 for_each_cpu(j, span) {
5968                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5969                                 continue;
5970
5971                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5972                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5973                 }
5974
5975                 if (!first)
5976                         first = sg;
5977                 if (last)
5978                         last->next = sg;
5979                 last = sg;
5980         }
5981         last->next = first;
5982
5983         return 0;
5984 }
5985
5986 /*
5987  * Initialize sched groups cpu_power.
5988  *
5989  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5990  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5991  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5992  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5993  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5994  * less cpu_power.
5995  */
5996 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5997 {
5998         struct sched_group *sg = sd->groups;
5999
6000         WARN_ON(!sd || !sg);
6001
6002         do {
6003                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6004                 sg = sg->next;
6005         } while (sg != sd->groups);
6006
6007         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6008                 return;
6009
6010         update_group_power(sd, cpu);
6011         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6012 }
6013
6014 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6015 {
6016        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6017 }
6018
6019 /*
6020  * Initializers for schedule domains
6021  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6022  */
6023
6024 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6025 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6026 #else
6027 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6028 #endif
6029
6030 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6031 static noinline struct sched_domain *                                   \
6032 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6033 {                                                                       \
6034         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6035         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6036         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6037         sd->private = &tl->data;                                        \
6038         return sd;                                                      \
6039 }
6040
6041 SD_INIT_FUNC(CPU)
6042 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6043  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6044 #endif
6045 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6046  SD_INIT_FUNC(MC)
6047 #endif
6048 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6049  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6050 #endif
6051
6052 static int default_relax_domain_level = -1;
6053 int sched_domain_level_max;
6054
6055 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6056 {
6057         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6058                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6059
6060         return 1;
6061 }
6062 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6063
6064 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6065                                  struct sched_domain_attr *attr)
6066 {
6067         int request;
6068
6069         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6070                 if (default_relax_domain_level < 0)
6071                         return;
6072                 else
6073                         request = default_relax_domain_level;
6074         } else
6075                 request = attr->relax_domain_level;
6076         if (request < sd->level) {
6077                 /* turn off idle balance on this domain */
6078                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6079         } else {
6080                 /* turn on idle balance on this domain */
6081                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6082         }
6083 }
6084
6085 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6086 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6087
6088 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6089                                  const struct cpumask *cpu_map)
6090 {
6091         switch (what) {
6092         case sa_rootdomain:
6093                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6094                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6095         case sa_sd:
6096                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6097         case sa_sd_storage:
6098                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6099         case sa_none:
6100                 break;
6101         }
6102 }
6103
6104 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6105                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6106 {
6107         memset(d, 0, sizeof(*d));
6108
6109         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6110                 return sa_sd_storage;
6111         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6112         if (!d->sd)
6113                 return sa_sd_storage;
6114         d->rd = alloc_rootdomain();
6115         if (!d->rd)
6116                 return sa_sd;
6117         return sa_rootdomain;
6118 }
6119
6120 /*
6121  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6122  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6123  * will not free the data we're using.
6124  */
6125 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6126 {
6127         struct sd_data *sdd = sd->private;
6128
6129         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6130         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6131
6132         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6133                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6134
6135         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6136                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6137 }
6138
6139 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6140 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6141 {
6142         return topology_thread_cpumask(cpu);
6143 }
6144 #endif
6145
6146 /*
6147  * Topology list, bottom-up.
6148  */
6149 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6150 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6151         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6152 #endif
6153 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6154         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6155 #endif
6156 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6157         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6158 #endif
6159         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6160         { NULL, },
6161 };
6162
6163 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6164
6165 #ifdef CONFIG_NUMA
6166
6167 static int sched_domains_numa_levels;
6168 static int *sched_domains_numa_distance;
6169 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6170 static int sched_domains_curr_level;
6171
6172 static inline int sd_local_flags(int level)
6173 {
6174         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6175                 return 0;
6176
6177         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6178 }
6179
6180 static struct sched_domain *
6181 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6182 {
6183         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6184         int level = tl->numa_level;
6185         int sd_weight = cpumask_weight(
6186                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6187
6188         *sd = (struct sched_domain){
6189                 .min_interval           = sd_weight,
6190                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6191                 .busy_factor            = 32,
6192                 .imbalance_pct          = 125,
6193                 .cache_nice_tries       = 2,
6194                 .busy_idx               = 3,
6195                 .idle_idx               = 2,
6196                 .newidle_idx            = 0,
6197                 .wake_idx               = 0,
6198                 .forkexec_idx           = 0,
6199
6200                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6201                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6202                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6203                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6204                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6205                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6206                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6207                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6208                                         | 1*SD_SERIALIZE
6209                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6210                                         | sd_local_flags(level)
6211                                         ,
6212                 .last_balance           = jiffies,
6213                 .balance_interval       = sd_weight,
6214         };
6215         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6216         sd->private = &tl->data;
6217
6218         /*
6219          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6220          */
6221         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6222
6223         return sd;
6224 }
6225
6226 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6227 {
6228         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6229 }
6230
6231 static void sched_numa_warn(const char *str)
6232 {
6233         static int done = false;
6234         int i,j;
6235
6236         if (done)
6237                 return;
6238
6239         done = true;
6240
6241         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6242
6243         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6244                 printk(KERN_WARNING "  ");
6245                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6246                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6247                 printk(KERN_CONT "\n");
6248         }
6249         printk(KERN_WARNING "\n");
6250 }
6251
6252 static bool find_numa_distance(int distance)
6253 {
6254         int i;
6255
6256         if (distance == node_distance(0, 0))
6257                 return true;
6258
6259         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6260                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6261                         return true;
6262         }
6263
6264         return false;
6265 }
6266
6267 static void sched_init_numa(void)
6268 {
6269         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6270         struct sched_domain_topology_level *tl;
6271         int level = 0;
6272         int i, j, k;
6273
6274         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6275         if (!sched_domains_numa_distance)
6276                 return;
6277
6278         /*
6279          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6280          * unique distances in the node_distance() table.
6281          *
6282          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6283          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6284          */
6285         next_distance = curr_distance;
6286         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6287                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6288                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6289                                 int distance = node_distance(i, k);
6290
6291                                 if (distance > curr_distance &&
6292                                     (distance < next_distance ||
6293                                      next_distance == curr_distance))
6294                                         next_distance = distance;
6295
6296                                 /*
6297                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6298                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6299                                  * equally connected to A.
6300                                  */
6301                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6302                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6303
6304                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6305                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6306                         }
6307                         if (next_distance != curr_distance) {
6308                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6309                                 sched_domains_numa_levels = level;
6310                                 curr_distance = next_distance;
6311                         } else break;
6312                 }
6313
6314                 /*
6315                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6316                  */
6317                 if (!sched_debug())
6318                         break;
6319         }
6320         /*
6321          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6322          * identity distance node_distance(i,i).
6323          *
6324          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6325          * numbers.
6326          */
6327
6328         /*
6329          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6330          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6331          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6332          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6333          * in other functions.
6334          *
6335          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6336          */
6337         sched_domains_numa_levels = 0;
6338
6339         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6340         if (!sched_domains_numa_masks)
6341                 return;
6342
6343         /*
6344          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6345          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6346          */
6347         for (i = 0; i < level; i++) {
6348                 sched_domains_numa_masks[i] =
6349                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6350                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6351                         return;
6352
6353                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6354                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6355                         if (!mask)
6356                                 return;
6357
6358                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6359
6360                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6361                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6362                                         continue;
6363
6364                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6365                         }
6366                 }
6367         }
6368
6369         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6370                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6371         if (!tl)
6372                 return;
6373
6374         /*
6375          * Copy the default topology bits..
6376          */
6377         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6378                 tl[i] = default_topology[i];
6379
6380         /*
6381          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6382          */
6383         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6384                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6385                         .init = sd_numa_init,
6386                         .mask = sd_numa_mask,
6387                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6388                         .numa_level = j,
6389                 };
6390         }
6391
6392         sched_domain_topology = tl;
6393
6394         sched_domains_numa_levels = level;
6395 }
6396
6397 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6398 {
6399         int i, j;
6400         int node = cpu_to_node(cpu);
6401
6402         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6403                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6404                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6405                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6406                 }
6407         }
6408 }
6409
6410 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6411 {
6412         int i, j;
6413         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6414                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6415                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6416         }
6417 }
6418
6419 /*
6420  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6421  * are onlined.
6422  */
6423 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6424                                            unsigned long action,
6425                                            void *hcpu)
6426 {
6427         int cpu = (long)hcpu;
6428
6429         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6430         case CPU_ONLINE:
6431                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6432                 break;
6433
6434         case CPU_DEAD:
6435                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6436                 break;
6437
6438         default:
6439                 return NOTIFY_DONE;
6440         }
6441
6442         return NOTIFY_OK;
6443 }
6444 #else
6445 static inline void sched_init_numa(void)
6446 {
6447 }
6448
6449 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6450                                            unsigned long action,
6451                                            void *hcpu)
6452 {
6453         return 0;
6454 }
6455 #endif /* CONFIG_NUMA */
6456
6457 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6458 {
6459         struct sched_domain_topology_level *tl;
6460         int j;
6461
6462         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6463                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6464
6465                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6466                 if (!sdd->sd)
6467                         return -ENOMEM;
6468
6469                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6470                 if (!sdd->sg)
6471                         return -ENOMEM;
6472
6473                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6474                 if (!sdd->sgp)
6475                         return -ENOMEM;
6476
6477                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6478                         struct sched_domain *sd;
6479                         struct sched_group *sg;
6480                         struct sched_group_power *sgp;
6481
6482                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6483                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6484                         if (!sd)
6485                                 return -ENOMEM;
6486
6487                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6488
6489                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6490                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6491                         if (!sg)
6492                                 return -ENOMEM;
6493
6494                         sg->next = sg;
6495
6496                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6497
6498                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6499                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6500                         if (!sgp)
6501                                 return -ENOMEM;
6502
6503                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6504                 }
6505         }
6506
6507         return 0;
6508 }
6509
6510 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6511 {
6512         struct sched_domain_topology_level *tl;
6513         int j;
6514
6515         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6516                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6517
6518                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6519                         struct sched_domain *sd;
6520
6521                         if (sdd->sd) {
6522                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6523                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6524                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6525                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6526                         }
6527
6528                         if (sdd->sg)
6529                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6530                         if (sdd->sgp)
6531                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6532                 }
6533                 free_percpu(sdd->sd);
6534                 sdd->sd = NULL;
6535                 free_percpu(sdd->sg);
6536                 sdd->sg = NULL;
6537                 free_percpu(sdd->sgp);
6538                 sdd->sgp = NULL;
6539         }
6540 }
6541
6542 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6543                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6544                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6545                 int cpu)
6546 {
6547         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6548         if (!sd)
6549                 return child;
6550
6551         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6552         if (child) {
6553                 sd->level = child->level + 1;
6554                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6555                 child->parent = sd;
6556         }
6557         sd->child = child;
6558         set_domain_attribute(sd, attr);
6559
6560         return sd;
6561 }
6562
6563 /*
6564  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6565  * to the individual cpus
6566  */
6567 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6568                                struct sched_domain_attr *attr)
6569 {
6570         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6571         struct sched_domain *sd;
6572         struct s_data d;
6573         int i, ret = -ENOMEM;
6574
6575         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6576         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6577                 goto error;
6578
6579         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6580         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6581                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6582
6583                 sd = NULL;
6584                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6585                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6586                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6587                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6588                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6589                                 break;
6590                 }
6591
6592                 while (sd->child)
6593                         sd = sd->child;
6594
6595                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6596         }
6597
6598         /* Build the groups for the domains */
6599         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6600                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6601                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6602                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6603                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6604                                         goto error;
6605                         } else {
6606                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6607                                         goto error;
6608                         }
6609                 }
6610         }
6611
6612         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6613         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6614                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6615                         continue;
6616
6617                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6618                         claim_allocations(i, sd);
6619                         init_sched_groups_power(i, sd);
6620                 }
6621         }
6622
6623         /* Attach the domains */
6624         rcu_read_lock();
6625         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6626                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6627                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6628         }
6629         rcu_read_unlock();
6630
6631         ret = 0;
6632 error:
6633         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6634         return ret;
6635 }
6636
6637 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6638 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6639 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6640                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6641
6642 /*
6643  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6644  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6645  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6646  */
6647 static cpumask_var_t fallback_doms;
6648
6649 /*
6650  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6651  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6652  * or 0 if it stayed the same.
6653  */
6654 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6655 {
6656         return 0;
6657 }
6658
6659 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6660 {
6661         int i;
6662         cpumask_var_t *doms;
6663
6664         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6665         if (!doms)
6666                 return NULL;
6667         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6668                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6669                         free_sched_domains(doms, i);
6670                         return NULL;
6671                 }
6672         }
6673         return doms;
6674 }
6675
6676 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6677 {
6678         unsigned int i;
6679         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6680                 free_cpumask_var(doms[i]);
6681         kfree(doms);
6682 }
6683
6684 /*
6685  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6686  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6687  * exclude other special cases in the future.
6688  */
6689 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6690 {
6691         int err;
6692
6693         arch_update_cpu_topology();
6694         ndoms_cur = 1;
6695         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6696         if (!doms_cur)
6697                 doms_cur = &fallback_doms;
6698         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6699         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6700         register_sched_domain_sysctl();
6701
6702         return err;
6703 }
6704
6705 /*
6706  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6707  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6708  */
6709 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6710 {
6711         int i;
6712
6713         rcu_read_lock();
6714         for_each_cpu(i, cpu_map)
6715                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6716         rcu_read_unlock();
6717 }
6718
6719 /* handle null as "default" */
6720 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6721                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6722 {
6723         struct sched_domain_attr tmp;
6724
6725         /* fast path */
6726         if (!new && !cur)
6727                 return 1;
6728
6729         tmp = SD_ATTR_INIT;
6730         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6731                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6732                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6733 }
6734
6735 /*
6736  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6737  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6738  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6739  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6740  *
6741  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6742  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6743  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6744  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6745  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6746  * it as it is.
6747  *
6748  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6749  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6750  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6751  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6752  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6753  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6754  *
6755  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6756  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6757  * and it will not create the default domain.
6758  *
6759  * Call with hotplug lock held
6760  */
6761 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6762                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6763 {
6764         int i, j, n;
6765         int new_topology;
6766
6767         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6768
6769         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6770         unregister_sched_domain_sysctl();
6771
6772         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6773         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6774
6775         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6776
6777         /* Destroy deleted domains */
6778         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6779                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6780                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6781                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6782                                 goto match1;
6783                 }
6784                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6785                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6786 match1:
6787                 ;
6788         }
6789
6790         if (doms_new == NULL) {
6791                 ndoms_cur = 0;
6792                 doms_new = &fallback_doms;
6793                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6794                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6795         }
6796
6797         /* Build new domains */
6798         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6799                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6800                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6801                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6802                                 goto match2;
6803                 }
6804                 /* no match - add a new doms_new */
6805                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6806 match2:
6807                 ;
6808         }
6809
6810         /* Remember the new sched domains */
6811         if (doms_cur != &fallback_doms)
6812                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6813         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6814         doms_cur = doms_new;
6815         dattr_cur = dattr_new;
6816         ndoms_cur = ndoms_new;
6817
6818         register_sched_domain_sysctl();
6819
6820         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6821 }
6822
6823 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6824
6825 /*
6826  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6827  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6828  * around partition_sched_domains().
6829  *
6830  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6831  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6832  */
6833 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6834                              void *hcpu)
6835 {
6836         switch (action) {
6837         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6838         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6839
6840                 /*
6841                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6842                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6843                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6844                  * domain, ignoring cpusets.
6845                  */
6846                 num_cpus_frozen--;
6847                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6848                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6849                         break;
6850                 }
6851
6852                 /*
6853                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6854                  * restore the original sched domains by considering the
6855                  * cpuset configurations.
6856                  */
6857
6858         case CPU_ONLINE:
6859         case CPU_DOWN_FAILED:
6860                 cpuset_update_active_cpus(true);
6861                 break;
6862         default:
6863                 return NOTIFY_DONE;
6864         }
6865         return NOTIFY_OK;
6866 }
6867
6868 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6869                                void *hcpu)
6870 {
6871         switch (action) {
6872         case CPU_DOWN_PREPARE:
6873                 cpuset_update_active_cpus(false);
6874                 break;
6875         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6876                 num_cpus_frozen++;
6877                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6878                 break;
6879         default:
6880                 return NOTIFY_DONE;
6881         }
6882         return NOTIFY_OK;
6883 }
6884
6885 void __init sched_init_smp(void)
6886 {
6887         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6888
6889         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6890         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6891
6892         sched_init_numa();
6893
6894         get_online_cpus();
6895         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6896         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6897         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6898         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6899                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6900         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6901         put_online_cpus();
6902
6903         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6904         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6905         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6906
6907         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6908         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6909
6910         init_hrtick();
6911
6912         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6913         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6914                 BUG();
6915         sched_init_granularity();
6916         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6917
6918         init_sched_rt_class();
6919 }
6920 #else
6921 void __init sched_init_smp(void)
6922 {
6923         sched_init_granularity();
6924 }
6925 #endif /* CONFIG_SMP */
6926
6927 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6928
6929 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6930 {
6931         return in_lock_functions(addr) ||
6932                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6933                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6934 }
6935
6936 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6937 /*
6938  * Default task group.
6939  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6940  */
6941 struct task_group root_task_group;
6942 LIST_HEAD(task_groups);
6943 #endif
6944
6945 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6946
6947 void __init sched_init(void)
6948 {
6949         int i, j;
6950         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6951
6952 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6953         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6954 #endif
6955 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6956         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6957 #endif
6958 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6959         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6960 #endif
6961         if (alloc_size) {
6962                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6963
6964 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6965                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6966                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6967
6968                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6969                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6970
6971 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6972 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6973                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6974                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6975
6976                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6977                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6978
6979 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6980 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6981                 for_each_possible_cpu(i) {
6982                         per_cpu(load_balance_mask, i) = (void *)ptr;
6983                         ptr += cpumask_size();
6984                 }
6985 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6986         }
6987
6988 #ifdef CONFIG_SMP
6989         init_defrootdomain();
6990 #endif
6991
6992         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6993                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6994
6995 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6996         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6997                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6998 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6999
7000 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7001         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7002         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7003         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7004         autogroup_init(&init_task);
7005
7006 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7007
7008         for_each_possible_cpu(i) {
7009                 struct rq *rq;
7010
7011                 rq = cpu_rq(i);
7012                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7013                 rq->nr_running = 0;
7014                 rq->calc_load_active = 0;
7015                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7016                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7017                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
7018 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7019                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7020                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7021                 /*
7022                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7023                  *
7024                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7025                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7026                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7027                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7028                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7029                  * (se->load.weight).
7030                  *
7031                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7032                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7033                  * then A0's share of the cpu resource is:
7034                  *
7035                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7036                  *
7037                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7038                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7039                  */
7040                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7041                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7042 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7043
7044                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7045 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7046                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
7047                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7048 #endif
7049
7050                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7051                         rq->cpu_load[j] = 0;
7052
7053                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7054
7055 #ifdef CONFIG_SMP
7056                 rq->sd = NULL;
7057                 rq->rd = NULL;
7058                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
7059                 rq->post_schedule = 0;
7060                 rq->active_balance = 0;
7061                 rq->next_balance = jiffies;
7062                 rq->push_cpu = 0;
7063                 rq->cpu = i;
7064                 rq->online = 0;
7065                 rq->idle_stamp = 0;
7066                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7067
7068                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7069
7070                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7071 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7072                 rq->nohz_flags = 0;
7073 #endif
7074 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7075                 rq->last_sched_tick = 0;
7076 #endif
7077 #endif
7078                 init_rq_hrtick(rq);
7079                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7080         }
7081
7082         set_load_weight(&init_task);
7083
7084 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7085         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7086 #endif
7087
7088 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7089         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7090 #endif
7091
7092         /*
7093          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7094          */
7095         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7096         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7097
7098         /*
7099          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7100          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7101          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7102          * when this runqueue becomes "idle".
7103          */
7104         init_idle(current, smp_processor_id());
7105
7106         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7107
7108         /*
7109          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7110          */
7111         current->sched_class = &fair_sched_class;
7112
7113 #ifdef CONFIG_SMP
7114         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7115         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7116         if (cpu_isolated_map == NULL)
7117                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7118         idle_thread_set_boot_cpu();
7119 #endif
7120         init_sched_fair_class();
7121
7122         scheduler_running = 1;
7123 }
7124
7125 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7126 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7127 {
7128         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7129
7130         return (nested == preempt_offset);
7131 }
7132
7133 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7134 {
7135         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7136
7137         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7138         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7139             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7140                 return;
7141         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7142                 return;
7143         prev_jiffy = jiffies;
7144
7145         printk(KERN_ERR
7146                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7147                         file, line);
7148         printk(KERN_ERR
7149                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7150                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7151                         current->pid, current->comm);
7152
7153         debug_show_held_locks(current);
7154         if (irqs_disabled())
7155                 print_irqtrace_events(current);
7156         dump_stack();
7157 }
7158 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7159 #endif
7160
7161 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7162 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7163 {
7164         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7165         int old_prio = p->prio;
7166         int on_rq;
7167
7168         on_rq = p->on_rq;
7169         if (on_rq)
7170                 dequeue_task(rq, p, 0);
7171         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7172         if (on_rq) {
7173                 enqueue_task(rq, p, 0);
7174                 resched_task(rq->curr);
7175         }
7176
7177         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7178 }
7179
7180 void normalize_rt_tasks(void)
7181 {
7182         struct task_struct *g, *p;
7183         unsigned long flags;
7184         struct rq *rq;
7185
7186         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7187         do_each_thread(g, p) {
7188                 /*
7189                  * Only normalize user tasks:
7190                  */
7191                 if (!p->mm)
7192                         continue;
7193
7194                 p->se.exec_start                = 0;
7195 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7196                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7197                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7198                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7199 #endif
7200
7201                 if (!rt_task(p)) {
7202                         /*
7203                          * Renice negative nice level userspace
7204                          * tasks back to 0:
7205                          */
7206                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7207                                 set_user_nice(p, 0);
7208                         continue;
7209                 }
7210
7211                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7212                 rq = __task_rq_lock(p);
7213
7214                 normalize_task(rq, p);
7215
7216                 __task_rq_unlock(rq);
7217                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7218         } while_each_thread(g, p);
7219
7220         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7221 }
7222
7223 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7224
7225 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7226 /*
7227  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7228  *
7229  * They can only be called when the whole system has been
7230  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7231  * activity can take place. Using them for anything else would
7232  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7233  * under any other configuration.
7234  */
7235
7236 /**
7237  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7238  * @cpu: the processor in question.
7239  *
7240  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7241  */
7242 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7243 {
7244         return cpu_curr(cpu);
7245 }
7246
7247 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7248
7249 #ifdef CONFIG_IA64
7250 /**
7251  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7252  * @cpu: the processor in question.
7253  * @p: the task pointer to set.
7254  *
7255  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7256  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7257  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7258  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7259  * and caller must save the original value of the current task (see
7260  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7261  * re-starting the system.
7262  *
7263  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7264  */
7265 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7266 {
7267         cpu_curr(cpu) = p;
7268 }
7269
7270 #endif
7271
7272 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7273 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7274 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7275
7276 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7277 {
7278         free_fair_sched_group(tg);
7279         free_rt_sched_group(tg);
7280         autogroup_free(tg);
7281         kfree(tg);
7282 }
7283
7284 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7285 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7286 {
7287         struct task_group *tg;
7288
7289         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7290         if (!tg)
7291                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7292
7293         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7294                 goto err;
7295
7296         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7297                 goto err;
7298
7299         return tg;
7300
7301 err:
7302         free_sched_group(tg);
7303         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7304 }
7305
7306 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7307 {
7308         unsigned long flags;
7309
7310         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7311         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7312
7313         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7314
7315         tg->parent = parent;
7316         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7317         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7318         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7319 }
7320
7321 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7322 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7323 {
7324         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7325         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7326 }
7327
7328 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7329 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7330 {
7331         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7332         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7333 }
7334
7335 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7336 {
7337         unsigned long flags;
7338         int i;
7339
7340         /* end participation in shares distribution */
7341         for_each_possible_cpu(i)
7342                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7343
7344         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7345         list_del_rcu(&tg->list);
7346         list_del_rcu(&tg->siblings);
7347         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7348 }
7349
7350 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7351  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7352  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7353  *      reflect its new group.
7354  */
7355 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7356 {
7357         struct task_group *tg;
7358         int on_rq, running;
7359         unsigned long flags;
7360         struct rq *rq;
7361
7362         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7363
7364         running = task_current(rq, tsk);
7365         on_rq = tsk->on_rq;
7366
7367         if (on_rq)
7368                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7369         if (unlikely(running))
7370                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7371
7372         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7373                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7374                           struct task_group, css);
7375         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7376         tsk->sched_task_group = tg;
7377
7378 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7379         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7380                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7381         else
7382 #endif
7383                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7384
7385         if (unlikely(running))
7386                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7387         if (on_rq)
7388                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7389
7390         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7391 }
7392 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7393
7394 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7395 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7396 {
7397         if (runtime == RUNTIME_INF)
7398                 return 1ULL << 20;
7399
7400         return div64_u64(runtime << 20, period);
7401 }
7402 #endif
7403
7404 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7405 /*
7406  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7407  */
7408 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7409
7410 /* Must be called with tasklist_lock held */
7411 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7412 {
7413         struct task_struct *g, *p;
7414
7415         do_each_thread(g, p) {
7416                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7417                         return 1;
7418         } while_each_thread(g, p);
7419
7420         return 0;
7421 }
7422
7423 struct rt_schedulable_data {
7424         struct task_group *tg;
7425         u64 rt_period;
7426         u64 rt_runtime;
7427 };
7428
7429 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7430 {
7431         struct rt_schedulable_data *d = data;
7432         struct task_group *child;
7433         unsigned long total, sum = 0;
7434         u64 period, runtime;
7435
7436         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7437         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7438
7439         if (tg == d->tg) {
7440                 period = d->rt_period;
7441                 runtime = d->rt_runtime;
7442         }
7443
7444         /*
7445          * Cannot have more runtime than the period.
7446          */
7447         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7448                 return -EINVAL;
7449
7450         /*
7451          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7452          */
7453         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7454                 return -EBUSY;
7455
7456         total = to_ratio(period, runtime);
7457
7458         /*
7459          * Nobody can have more than the global setting allows.
7460          */
7461         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7462                 return -EINVAL;
7463
7464         /*
7465          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7466          */
7467         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7468                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7469                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7470
7471                 if (child == d->tg) {
7472                         period = d->rt_period;
7473                         runtime = d->rt_runtime;
7474                 }
7475
7476                 sum += to_ratio(period, runtime);
7477         }
7478
7479         if (sum > total)
7480                 return -EINVAL;
7481
7482         return 0;
7483 }
7484
7485 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7486 {
7487         int ret;
7488
7489         struct rt_schedulable_data data = {
7490                 .tg = tg,
7491                 .rt_period = period,
7492                 .rt_runtime = runtime,
7493         };
7494
7495         rcu_read_lock();
7496         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7497         rcu_read_unlock();
7498
7499         return ret;
7500 }
7501
7502 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7503                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7504 {
7505         int i, err = 0;
7506
7507         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7508         read_lock(&tasklist_lock);
7509         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7510         if (err)
7511                 goto unlock;
7512
7513         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7514         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7515         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7516
7517         for_each_possible_cpu(i) {
7518                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7519
7520                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7521                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7522                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7523         }
7524         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7525 unlock:
7526         read_unlock(&tasklist_lock);
7527         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7528
7529         return err;
7530 }
7531
7532 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7533 {
7534         u64 rt_runtime, rt_period;
7535
7536         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7537         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7538         if (rt_runtime_us < 0)
7539                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7540
7541         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7542 }
7543
7544 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7545 {
7546         u64 rt_runtime_us;
7547
7548         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7549                 return -1;
7550
7551         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7552         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7553         return rt_runtime_us;
7554 }
7555
7556 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7557 {
7558         u64 rt_runtime, rt_period;
7559
7560         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7561         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7562
7563         if (rt_period == 0)
7564                 return -EINVAL;
7565
7566         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7567 }
7568
7569 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7570 {
7571         u64 rt_period_us;
7572
7573         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7574         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7575         return rt_period_us;
7576 }
7577
7578 static int sched_rt_global_constraints(void)
7579 {
7580         u64 runtime, period;
7581         int ret = 0;
7582
7583         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7584                 return -EINVAL;
7585
7586         runtime = global_rt_runtime();
7587         period = global_rt_period();
7588
7589         /*
7590          * Sanity check on the sysctl variables.
7591          */
7592         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7593                 return -EINVAL;
7594
7595         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7596         read_lock(&tasklist_lock);
7597         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7598         read_unlock(&tasklist_lock);
7599         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7600
7601         return ret;
7602 }
7603
7604 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7605 {
7606         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7607         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7608                 return 0;
7609
7610         return 1;
7611 }
7612
7613 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7614 static int sched_rt_global_constraints(void)
7615 {
7616         unsigned long flags;
7617         int i;
7618
7619         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7620                 return -EINVAL;
7621
7622         /*
7623          * There's always some RT tasks in the root group
7624          * -- migration, kstopmachine etc..
7625          */
7626         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7627                 return -EBUSY;
7628
7629         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7630         for_each_possible_cpu(i) {
7631                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7632
7633                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7634                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7635                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7636         }
7637         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7638
7639         return 0;
7640 }
7641 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7642
7643 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7644                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7645                 loff_t *ppos)
7646 {
7647         int ret;
7648         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7649
7650         mutex_lock(&mutex);
7651         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7652         /* make sure that internally we keep jiffies */
7653         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7654         if (!ret && write) {
7655                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7656                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7657         }
7658         mutex_unlock(&mutex);
7659         return ret;
7660 }
7661
7662 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7663                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7664                 loff_t *ppos)
7665 {
7666         int ret;
7667         int old_period, old_runtime;
7668         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7669
7670         mutex_lock(&mutex);
7671         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7672         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7673
7674         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7675
7676         if (!ret && write) {
7677                 ret = sched_rt_global_constraints();
7678                 if (ret) {
7679                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7680                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7681                 } else {
7682                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7683                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7684                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7685                 }
7686         }
7687         mutex_unlock(&mutex);
7688
7689         return ret;
7690 }
7691
7692 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7693
7694 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7695 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7696 {
7697         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7698                             struct task_group, css);
7699 }
7700
7701 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7702 {
7703         struct task_group *tg, *parent;
7704
7705         if (!cgrp->parent) {
7706                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7707                 return &root_task_group.css;
7708         }
7709
7710         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7711         tg = sched_create_group(parent);
7712         if (IS_ERR(tg))
7713                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7714
7715         return &tg->css;
7716 }
7717
7718 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7719 {
7720         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7721         struct task_group *parent;
7722
7723         if (!cgrp->parent)
7724                 return 0;
7725
7726         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7727         sched_online_group(tg, parent);
7728         return 0;
7729 }
7730
7731 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7732 {
7733         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7734
7735         sched_destroy_group(tg);
7736 }
7737
7738 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7739 {
7740         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7741
7742         sched_offline_group(tg);
7743 }
7744
7745 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7746                                  struct cgroup_taskset *tset)
7747 {
7748         struct task_struct *task;
7749
7750         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7751 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7752                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7753                         return -EINVAL;
7754 #else
7755                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7756                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7757                         return -EINVAL;
7758 #endif
7759         }
7760         return 0;
7761 }
7762
7763 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7764                               struct cgroup_taskset *tset)
7765 {
7766         struct task_struct *task;
7767
7768         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7769                 sched_move_task(task);
7770 }
7771
7772 static void
7773 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7774                 struct task_struct *task)
7775 {
7776         /*
7777          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7778          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7779          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7780          */
7781         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7782                 return;
7783
7784         sched_move_task(task);
7785 }
7786
7787 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7788 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7789                                 u64 shareval)
7790 {
7791         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7792 }
7793
7794 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7795 {
7796         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7797
7798         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7799 }
7800
7801 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7802 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7803
7804 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7805 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7806
7807 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7808
7809 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7810 {
7811         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7812         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7813
7814         if (tg == &root_task_group)
7815                 return -EINVAL;
7816
7817         /*
7818          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7819          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7820          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7821          */
7822         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7823                 return -EINVAL;
7824
7825         /*
7826          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7827          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7828          * feasibility.
7829          */
7830         if (period > max_cfs_quota_period)
7831                 return -EINVAL;
7832
7833         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7834         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7835         if (ret)
7836                 goto out_unlock;
7837
7838         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7839         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7840         /*
7841          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7842          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7843          */
7844         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7845                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7846         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7847         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7848         cfs_b->quota = quota;
7849
7850         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7851         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7852         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7853                 /* force a reprogram */
7854                 cfs_b->timer_active = 0;
7855                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7856         }
7857         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7858
7859         for_each_possible_cpu(i) {
7860                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7861                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7862
7863                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7864                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7865                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7866
7867                 if (cfs_rq->throttled)
7868                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7869                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7870         }
7871         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7872                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7873 out_unlock:
7874         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7875
7876         return ret;
7877 }
7878
7879 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7880 {
7881         u64 quota, period;
7882
7883         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7884         if (cfs_quota_us < 0)
7885                 quota = RUNTIME_INF;
7886         else
7887                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7888
7889         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7890 }
7891
7892 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7893 {
7894         u64 quota_us;
7895
7896         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7897                 return -1;
7898
7899         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7900         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7901
7902         return quota_us;
7903 }
7904
7905 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7906 {
7907         u64 quota, period;
7908
7909         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7910         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7911
7912         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7913 }
7914
7915 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7916 {
7917         u64 cfs_period_us;
7918
7919         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7920         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7921
7922         return cfs_period_us;
7923 }
7924
7925 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7926 {
7927         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7928 }
7929
7930 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7931                                 s64 cfs_quota_us)
7932 {
7933         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7934 }
7935
7936 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7937 {
7938         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7939 }
7940
7941 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7942                                 u64 cfs_period_us)
7943 {
7944         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7945 }
7946
7947 struct cfs_schedulable_data {
7948         struct task_group *tg;
7949         u64 period, quota;
7950 };
7951
7952 /*
7953  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7954  * note: units are usecs
7955  */
7956 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7957                                struct cfs_schedulable_data *d)
7958 {
7959         u64 quota, period;
7960
7961         if (tg == d->tg) {
7962                 period = d->period;
7963                 quota = d->quota;
7964         } else {
7965                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7966                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7967         }
7968
7969         /* note: these should typically be equivalent */
7970         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7971                 return RUNTIME_INF;
7972
7973         return to_ratio(period, quota);
7974 }
7975
7976 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7977 {
7978         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7979         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7980         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7981
7982         if (!tg->parent) {
7983                 quota = RUNTIME_INF;
7984         } else {
7985                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7986
7987                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7988                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7989
7990                 /*
7991                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7992                  * limit is set
7993                  */
7994                 if (quota == RUNTIME_INF)
7995                         quota = parent_quota;
7996                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7997                         return -EINVAL;
7998         }
7999         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
8000
8001         return 0;
8002 }
8003
8004 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8005 {
8006         int ret;
8007         struct cfs_schedulable_data data = {
8008                 .tg = tg,
8009                 .period = period,
8010                 .quota = quota,
8011         };
8012
8013         if (quota != RUNTIME_INF) {
8014                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8015                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8016         }
8017
8018         rcu_read_lock();
8019         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8020         rcu_read_unlock();
8021
8022         return ret;
8023 }
8024
8025 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8026                 struct cgroup_map_cb *cb)
8027 {
8028         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
8029         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8030
8031         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
8032         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
8033         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
8034
8035         return 0;
8036 }
8037 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8038 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8039
8040 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8041 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8042                                 s64 val)
8043 {
8044         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
8045 }
8046
8047 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8048 {
8049         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
8050 }
8051
8052 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8053                 u64 rt_period_us)
8054 {
8055         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
8056 }
8057
8058 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8059 {
8060         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
8061 }
8062 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8063
8064 static struct cftype cpu_files[] = {
8065 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8066         {
8067                 .name = "shares",
8068                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8069                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8070         },
8071 #endif
8072 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8073         {
8074                 .name = "cfs_quota_us",
8075                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8076                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8077         },
8078         {
8079                 .name = "cfs_period_us",
8080                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8081                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8082         },
8083         {
8084                 .name = "stat",
8085                 .read_map = cpu_stats_show,
8086         },
8087 #endif
8088 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8089         {
8090                 .name = "rt_runtime_us",
8091                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8092                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8093         },
8094         {
8095                 .name = "rt_period_us",
8096                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8097                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8098         },
8099 #endif
8100         { }     /* terminate */
8101 };
8102
8103 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8104         .name           = "cpu",
8105         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8106         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8107         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8108         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8109         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8110         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8111         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8112         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8113         .base_cftypes   = cpu_files,
8114         .early_init     = 1,
8115 };
8116
8117 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8118
8119 void dump_cpu_task(int cpu)
8120 {
8121         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8122         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8123 }