Merge remote-tracking branch 'lsk/v3.10/topic/aosp' into linux-linaro-lsk-android
[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_deferred("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 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
1412                         && !this_rq()->wake_for_idle_pull
1413 #endif
1414                         )
1415                 return;
1416
1417         /*
1418          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1419          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1420          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1421          * we do call them.
1422          *
1423          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1424          * properly.
1425          *
1426          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1427          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1428          * somewhat pessimize the simple resched case.
1429          */
1430         irq_enter();
1431         tick_nohz_full_check();
1432         sched_ttwu_pending();
1433
1434         /*
1435          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1436          */
1437         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1438                 this_rq()->idle_balance = 1;
1439                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1440         }
1441 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
1442         else if (unlikely(this_rq()->wake_for_idle_pull))
1443                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1444 #endif
1445
1446         irq_exit();
1447 }
1448
1449 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1450 {
1451         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1452                 smp_send_reschedule(cpu);
1453 }
1454
1455 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1456 {
1457         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1458 }
1459 #endif /* CONFIG_SMP */
1460
1461 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1462 {
1463         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1464
1465 #if defined(CONFIG_SMP)
1466         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1467                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1468                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1469                 return;
1470         }
1471 #endif
1472
1473         raw_spin_lock(&rq->lock);
1474         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1475         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1476 }
1477
1478 /**
1479  * try_to_wake_up - wake up a thread
1480  * @p: the thread to be awakened
1481  * @state: the mask of task states that can be woken
1482  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1483  *
1484  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1485  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1486  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1487  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1488  * runnable without the overhead of this.
1489  *
1490  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1491  * or @state didn't match @p's state.
1492  */
1493 static int
1494 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1495 {
1496         unsigned long flags;
1497         int cpu, success = 0;
1498
1499         /*
1500          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1501          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1502          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1503          * set_current_state() the waiting thread does.
1504          */
1505         smp_mb__before_spinlock();
1506         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1507         if (!(p->state & state))
1508                 goto out;
1509
1510         success = 1; /* we're going to change ->state */
1511         cpu = task_cpu(p);
1512
1513         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1514                 goto stat;
1515
1516 #ifdef CONFIG_SMP
1517         /*
1518          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1519          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1520          */
1521         while (p->on_cpu)
1522                 cpu_relax();
1523         /*
1524          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1525          */
1526         smp_rmb();
1527
1528         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1529         p->state = TASK_WAKING;
1530
1531         if (p->sched_class->task_waking)
1532                 p->sched_class->task_waking(p);
1533
1534         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1535         if (task_cpu(p) != cpu) {
1536                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1537                 set_task_cpu(p, cpu);
1538         }
1539 #endif /* CONFIG_SMP */
1540
1541         ttwu_queue(p, cpu);
1542 stat:
1543         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1544 out:
1545         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1546
1547         return success;
1548 }
1549
1550 /**
1551  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1552  * @p: the thread to be awakened
1553  *
1554  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1555  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1556  * the current task.
1557  */
1558 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1559 {
1560         struct rq *rq = task_rq(p);
1561
1562         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1563             WARN_ON_ONCE(p == current))
1564                 return;
1565
1566         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1567
1568         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1569                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1570                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1571                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1572         }
1573
1574         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1575                 goto out;
1576
1577         if (!p->on_rq)
1578                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1579
1580         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1581         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1582 out:
1583         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1584 }
1585
1586 /**
1587  * wake_up_process - Wake up a specific process
1588  * @p: The process to be woken up.
1589  *
1590  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1591  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1592  * running.
1593  *
1594  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1595  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1596  */
1597 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1598 {
1599         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1600         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1601 }
1602 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1603
1604 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1605 {
1606         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1611  * p is forked by current.
1612  *
1613  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1614  */
1615 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1616 {
1617         p->on_rq                        = 0;
1618
1619         p->se.on_rq                     = 0;
1620         p->se.exec_start                = 0;
1621         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1622         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1623         p->se.nr_migrations             = 0;
1624         p->se.vruntime                  = 0;
1625         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1626
1627 /*
1628  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1629  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1630  * load-balance).
1631  */
1632 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1633         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1634         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1635 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
1636         /* keep LOAD_AVG_MAX in sync with fair.c if load avg series is changed */
1637 #define LOAD_AVG_MAX 47742
1638         p->se.avg.hmp_last_up_migration = 0;
1639         p->se.avg.hmp_last_down_migration = 0;
1640         if (hmp_task_should_forkboost(p)) {
1641                 p->se.avg.load_avg_ratio = 1023;
1642                 p->se.avg.load_avg_contrib =
1643                                 (1023 * scale_load_down(p->se.load.weight));
1644                 p->se.avg.runnable_avg_period = LOAD_AVG_MAX;
1645                 p->se.avg.runnable_avg_sum = LOAD_AVG_MAX;
1646                 p->se.avg.usage_avg_sum = LOAD_AVG_MAX;
1647         }
1648 #endif
1649 #endif
1650 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1651         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1652 #endif
1653
1654         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1655
1656 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1657         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1658 #endif
1659
1660 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1661         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1662                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1663                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1664                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1665         }
1666
1667         p->node_stamp = 0ULL;
1668         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1669         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1670         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1671         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1672 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1673 }
1674
1675 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1676 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1677 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1678 {
1679         if (enabled)
1680                 sched_feat_set("NUMA");
1681         else
1682                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1683 }
1684 #else
1685 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1686
1687 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1688 {
1689         numabalancing_enabled = enabled;
1690 }
1691 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1692 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1693
1694 /*
1695  * fork()/clone()-time setup:
1696  */
1697 void sched_fork(struct task_struct *p)
1698 {
1699         unsigned long flags;
1700         int cpu = get_cpu();
1701
1702         __sched_fork(p);
1703         /*
1704          * We mark the process as running here. This guarantees that
1705          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1706          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1707          */
1708         p->state = TASK_RUNNING;
1709
1710         /*
1711          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1712          */
1713         p->prio = current->normal_prio;
1714
1715         /*
1716          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1717          */
1718         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1719                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1720                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1721                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1722                         p->rt_priority = 0;
1723                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1724                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1725
1726                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1727                 set_load_weight(p);
1728
1729                 /*
1730                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1731                  * fulfilled its duty:
1732                  */
1733                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1734         }
1735
1736         if (!rt_prio(p->prio))
1737                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1738
1739         if (p->sched_class->task_fork)
1740                 p->sched_class->task_fork(p);
1741
1742         /*
1743          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1744          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1745          * is ran before sched_fork().
1746          *
1747          * Silence PROVE_RCU.
1748          */
1749         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1750         set_task_cpu(p, cpu);
1751         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1752
1753 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1754         if (likely(sched_info_on()))
1755                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1756 #endif
1757 #if defined(CONFIG_SMP)
1758         p->on_cpu = 0;
1759 #endif
1760 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1761         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1762         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1763 #endif
1764 #ifdef CONFIG_SMP
1765         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1766 #endif
1767
1768         put_cpu();
1769 }
1770
1771 /*
1772  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1773  *
1774  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1775  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1776  * on the runqueue and wakes it.
1777  */
1778 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1779 {
1780         unsigned long flags;
1781         struct rq *rq;
1782
1783         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1784 #ifdef CONFIG_SMP
1785         /*
1786          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1787          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1788          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1789          */
1790         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1791 #endif
1792
1793         rq = __task_rq_lock(p);
1794         activate_task(rq, p, 0);
1795         p->on_rq = 1;
1796         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1797         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1798 #ifdef CONFIG_SMP
1799         if (p->sched_class->task_woken)
1800                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1801 #endif
1802         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1803 }
1804
1805 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1806
1807 /**
1808  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1809  * @notifier: notifier struct to register
1810  */
1811 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1812 {
1813         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1814 }
1815 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1816
1817 /**
1818  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1819  * @notifier: notifier struct to unregister
1820  *
1821  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1822  */
1823 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1824 {
1825         hlist_del(&notifier->link);
1826 }
1827 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1828
1829 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1830 {
1831         struct preempt_notifier *notifier;
1832
1833         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1834                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1835 }
1836
1837 static void
1838 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1839                                  struct task_struct *next)
1840 {
1841         struct preempt_notifier *notifier;
1842
1843         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1844                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1845 }
1846
1847 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1848
1849 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1850 {
1851 }
1852
1853 static void
1854 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1855                                  struct task_struct *next)
1856 {
1857 }
1858
1859 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1860
1861 /**
1862  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1863  * @rq: the runqueue preparing to switch
1864  * @prev: the current task that is being switched out
1865  * @next: the task we are going to switch to.
1866  *
1867  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1868  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1869  * switch.
1870  *
1871  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1872  * hooks.
1873  */
1874 static inline void
1875 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1876                     struct task_struct *next)
1877 {
1878         trace_sched_switch(prev, next);
1879         sched_info_switch(prev, next);
1880         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1881         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1882         prepare_lock_switch(rq, next);
1883         prepare_arch_switch(next);
1884 }
1885
1886 /**
1887  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1888  * @rq: runqueue associated with task-switch
1889  * @prev: the thread we just switched away from.
1890  *
1891  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1892  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1893  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1894  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1895  *
1896  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1897  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1898  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1899  * details.)
1900  */
1901 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1902         __releases(rq->lock)
1903 {
1904         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1905         long prev_state;
1906
1907         rq->prev_mm = NULL;
1908
1909         /*
1910          * A task struct has one reference for the use as "current".
1911          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1912          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1913          * the scheduled task must drop that reference.
1914          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1915          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1916          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1917          * be dropped twice.
1918          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1919          */
1920         prev_state = prev->state;
1921         vtime_task_switch(prev);
1922         finish_arch_switch(prev);
1923         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1924         finish_lock_switch(rq, prev);
1925         finish_arch_post_lock_switch();
1926
1927         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1928         if (mm)
1929                 mmdrop(mm);
1930         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1931                 /*
1932                  * Remove function-return probe instances associated with this
1933                  * task and put them back on the free list.
1934                  */
1935                 kprobe_flush_task(prev);
1936                 put_task_struct(prev);
1937         }
1938
1939         tick_nohz_task_switch(current);
1940 }
1941
1942 #ifdef CONFIG_SMP
1943
1944 /* assumes rq->lock is held */
1945 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1946 {
1947         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1948                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1949 }
1950
1951 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1952 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1953 {
1954         if (rq->post_schedule) {
1955                 unsigned long flags;
1956
1957                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1958                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1959                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1960                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1961
1962                 rq->post_schedule = 0;
1963         }
1964 }
1965
1966 #else
1967
1968 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1969 {
1970 }
1971
1972 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1973 {
1974 }
1975
1976 #endif
1977
1978 /**
1979  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1980  * @prev: the thread we just switched away from.
1981  */
1982 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1983         __releases(rq->lock)
1984 {
1985         struct rq *rq = this_rq();
1986
1987         finish_task_switch(rq, prev);
1988
1989         /*
1990          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1991          * task_switch?
1992          */
1993         post_schedule(rq);
1994
1995 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1996         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1997         preempt_enable();
1998 #endif
1999         if (current->set_child_tid)
2000                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2001 }
2002
2003 /*
2004  * context_switch - switch to the new MM and the new
2005  * thread's register state.
2006  */
2007 static inline void
2008 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2009                struct task_struct *next)
2010 {
2011         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2012
2013         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2014
2015         mm = next->mm;
2016         oldmm = prev->active_mm;
2017         /*
2018          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2019          * combine the page table reload and the switch backend into
2020          * one hypercall.
2021          */
2022         arch_start_context_switch(prev);
2023
2024         if (!mm) {
2025                 next->active_mm = oldmm;
2026                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2027                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2028         } else
2029                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2030
2031         if (!prev->mm) {
2032                 prev->active_mm = NULL;
2033                 rq->prev_mm = oldmm;
2034         }
2035         /*
2036          * Since the runqueue lock will be released by the next
2037          * task (which is an invalid locking op but in the case
2038          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2039          * do an early lockdep release here:
2040          */
2041 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2042         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2043 #endif
2044
2045         context_tracking_task_switch(prev, next);
2046         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2047         switch_to(prev, next, prev);
2048
2049         barrier();
2050         /*
2051          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2052          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2053          * frame will be invalid.
2054          */
2055         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * nr_running and nr_context_switches:
2060  *
2061  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2062  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2063  */
2064 unsigned long nr_running(void)
2065 {
2066         unsigned long i, sum = 0;
2067
2068         for_each_online_cpu(i)
2069                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2070
2071         return sum;
2072 }
2073
2074 unsigned long long nr_context_switches(void)
2075 {
2076         int i;
2077         unsigned long long sum = 0;
2078
2079         for_each_possible_cpu(i)
2080                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2081
2082         return sum;
2083 }
2084
2085 unsigned long nr_iowait(void)
2086 {
2087         unsigned long i, sum = 0;
2088
2089         for_each_possible_cpu(i)
2090                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2091
2092         return sum;
2093 }
2094
2095 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2096 {
2097         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2098         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2099 }
2100
2101 unsigned long this_cpu_load(void)
2102 {
2103         struct rq *this = this_rq();
2104         return this->cpu_load[0];
2105 }
2106
2107
2108 /*
2109  * Global load-average calculations
2110  *
2111  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2112  * in order to minimize overhead.
2113  *
2114  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2115  * nr_uninterruptible.
2116  *
2117  * Once every LOAD_FREQ:
2118  *
2119  *   nr_active = 0;
2120  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2121  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2122  *
2123  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2124  *
2125  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2126  *
2127  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2128  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2129  *    to calculating nr_active.
2130  *
2131  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2132  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2133  *
2134  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2135  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2136  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2137  *
2138  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2139  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2140  *    cpu to have completed this task.
2141  *
2142  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2143  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2144  *
2145  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2146  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2147  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2148  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2149  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2150  *    all cpus yields the correct result.
2151  *
2152  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2153  */
2154
2155 /* Variables and functions for calc_load */
2156 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2157 static unsigned long calc_load_update;
2158 unsigned long avenrun[3];
2159 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2160
2161 /**
2162  * get_avenrun - get the load average array
2163  * @loads:      pointer to dest load array
2164  * @offset:     offset to add
2165  * @shift:      shift count to shift the result left
2166  *
2167  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2168  */
2169 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2170 {
2171         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2172         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2173         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2174 }
2175
2176 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2177 {
2178         long nr_active, delta = 0;
2179
2180         nr_active = this_rq->nr_running;
2181         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2182
2183         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2184                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2185                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2186         }
2187
2188         return delta;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2193  */
2194 static unsigned long
2195 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2196 {
2197         load *= exp;
2198         load += active * (FIXED_1 - exp);
2199         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2200         return load >> FSHIFT;
2201 }
2202
2203 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2204 /*
2205  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2206  *
2207  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2208  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2209  * NO_HZ.
2210  *
2211  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2212  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2213  * when we read the global state.
2214  *
2215  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2216  *
2217  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2218  *    contribution, causing under-accounting.
2219  *
2220  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2221  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2222  *
2223  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2224  *
2225  *        0s            5s            10s           15s
2226  *          +10           +10           +10           +10
2227  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2228  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2229  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2230  *
2231  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2232  *    accumlating the new one.
2233  *
2234  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2235  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2236  *    busy state.
2237  *
2238  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2239  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2240  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2241  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2242  *    LOAD_FREQ intervals.
2243  *
2244  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2245  */
2246 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2247 static int calc_load_idx;
2248
2249 static inline int calc_load_write_idx(void)
2250 {
2251         int idx = calc_load_idx;
2252
2253         /*
2254          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2255          * need to observe the new update time.
2256          */
2257         smp_rmb();
2258
2259         /*
2260          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2261          * next idle-delta.
2262          */
2263         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2264                 idx++;
2265
2266         return idx & 1;
2267 }
2268
2269 static inline int calc_load_read_idx(void)
2270 {
2271         return calc_load_idx & 1;
2272 }
2273
2274 void calc_load_enter_idle(void)
2275 {
2276         struct rq *this_rq = this_rq();
2277         long delta;
2278
2279         /*
2280          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2281          * into the pending idle delta.
2282          */
2283         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2284         if (delta) {
2285                 int idx = calc_load_write_idx();
2286                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2287         }
2288 }
2289
2290 void calc_load_exit_idle(void)
2291 {
2292         struct rq *this_rq = this_rq();
2293
2294         /*
2295          * If we're still before the sample window, we're done.
2296          */
2297         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2298                 return;
2299
2300         /*
2301          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2302          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2303          * sync up for the next window.
2304          */
2305         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2306         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2307                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2308 }
2309
2310 static long calc_load_fold_idle(void)
2311 {
2312         int idx = calc_load_read_idx();
2313         long delta = 0;
2314
2315         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2316                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2317
2318         return delta;
2319 }
2320
2321 /**
2322  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2323  *
2324  * @x:         base of the power
2325  * @frac_bits: fractional bits of @x
2326  * @n:         power to raise @x to.
2327  *
2328  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2329  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2330  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2331  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2332  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2333  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2334  * vector.
2335  */
2336 static unsigned long
2337 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2338 {
2339         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2340
2341         if (n) for (;;) {
2342                 if (n & 1) {
2343                         result *= x;
2344                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2345                         result >>= frac_bits;
2346                 }
2347                 n >>= 1;
2348                 if (!n)
2349                         break;
2350                 x *= x;
2351                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2352                 x >>= frac_bits;
2353         }
2354
2355         return result;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2360  *
2361  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2362  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2363  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2364  *
2365  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2366  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2367  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2368  *
2369  *  ...
2370  *
2371  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2372  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2373  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2374  *
2375  * [1] application of the geometric series:
2376  *
2377  *              n         1 - x^(n+1)
2378  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2379  *             i=0          1 - x
2380  */
2381 static unsigned long
2382 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2383             unsigned long active, unsigned int n)
2384 {
2385
2386         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2387 }
2388
2389 /*
2390  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2391  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2392  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2393  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2394  *
2395  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2396  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2397  */
2398 static void calc_global_nohz(void)
2399 {
2400         long delta, active, n;
2401
2402         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2403                 /*
2404                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2405                  */
2406                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2407                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2408
2409                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2410                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2411
2412                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2413                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2414                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2415
2416                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2417         }
2418
2419         /*
2420          * Flip the idle index...
2421          *
2422          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2423          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2424          * index, this avoids a double flip messing things up.
2425          */
2426         smp_wmb();
2427         calc_load_idx++;
2428 }
2429 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2430
2431 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2432 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2433
2434 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2435
2436 /*
2437  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2438  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2439  */
2440 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2441 {
2442         long active, delta;
2443
2444         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2445                 return;
2446
2447         /*
2448          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2449          */
2450         delta = calc_load_fold_idle();
2451         if (delta)
2452                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2453
2454         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2455         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2456
2457         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2458         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2459         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2460
2461         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2462
2463         /*
2464          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2465          */
2466         calc_global_nohz();
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2471  * active count.
2472  */
2473 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2474 {
2475         long delta;
2476
2477         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2478                 return;
2479
2480         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2481         if (delta)
2482                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2483
2484         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * End of global load-average stuff
2489  */
2490
2491 /*
2492  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2493  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2494  *
2495  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2496  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2497  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2498  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2499  *
2500  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2501  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2502  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2503  *
2504  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2505  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2506  * particular idx is approximated to be zero.
2507  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2508  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2509  * based on 128 point scale.
2510  * Example:
2511  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2512  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2513  *
2514  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2515  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2516  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2517  */
2518 #define DEGRADE_SHIFT           7
2519 static const unsigned char
2520                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2521 static const unsigned char
2522                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2523                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2524                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2525                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2526                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2527                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2528
2529 /*
2530  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2531  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2532  * adding any new load.
2533  */
2534 static unsigned long
2535 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2536 {
2537         int j = 0;
2538
2539         if (!missed_updates)
2540                 return load;
2541
2542         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2543                 return 0;
2544
2545         if (idx == 1)
2546                 return load >> missed_updates;
2547
2548         while (missed_updates) {
2549                 if (missed_updates % 2)
2550                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2551
2552                 missed_updates >>= 1;
2553                 j++;
2554         }
2555         return load;
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2560  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2561  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2562  */
2563 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2564                               unsigned long pending_updates)
2565 {
2566         int i, scale;
2567
2568         this_rq->nr_load_updates++;
2569
2570         /* Update our load: */
2571         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2572         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2573                 unsigned long old_load, new_load;
2574
2575                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2576
2577                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2578                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2579                 new_load = this_load;
2580                 /*
2581                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2582                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2583                  * example.
2584                  */
2585                 if (new_load > old_load)
2586                         new_load += scale - 1;
2587
2588                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2589         }
2590
2591         sched_avg_update(this_rq);
2592 }
2593
2594 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2595 /*
2596  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2597  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2598  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2599  *
2600  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2601  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2602  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2603  * (tick_nohz_idle_exit).
2604  *
2605  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2606  */
2607
2608 /*
2609  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2610  * idle balance.
2611  */
2612 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2613 {
2614         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2615         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2616         unsigned long pending_updates;
2617
2618         /*
2619          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2620          */
2621         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2622                 return;
2623
2624         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2625         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2626
2627         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2632  */
2633 void update_cpu_load_nohz(void)
2634 {
2635         struct rq *this_rq = this_rq();
2636         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2637         unsigned long pending_updates;
2638
2639         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2640                 return;
2641
2642         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2643         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2644         if (pending_updates) {
2645                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2646                 /*
2647                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2648                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2649                  */
2650                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2651         }
2652         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2653 }
2654 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2655
2656 /*
2657  * Called from scheduler_tick()
2658  */
2659 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2660 {
2661         /*
2662          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2663          */
2664         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2665         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2666
2667         calc_load_account_active(this_rq);
2668 }
2669
2670 #ifdef CONFIG_SMP
2671
2672 /*
2673  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2674  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2675  */
2676 void sched_exec(void)
2677 {
2678         struct task_struct *p = current;
2679         unsigned long flags;
2680         int dest_cpu;
2681
2682         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2683         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2684         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2685                 goto unlock;
2686
2687         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2688                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2689
2690                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2691                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2692                 return;
2693         }
2694 unlock:
2695         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2696 }
2697
2698 #endif
2699
2700 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2701 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2702
2703 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2704 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2705
2706 /*
2707  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2708  * @p in case that task is currently running.
2709  *
2710  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2711  */
2712 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2713 {
2714         u64 ns = 0;
2715
2716         if (task_current(rq, p)) {
2717                 update_rq_clock(rq);
2718                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2719                 if ((s64)ns < 0)
2720                         ns = 0;
2721         }
2722
2723         return ns;
2724 }
2725
2726 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2727 {
2728         unsigned long flags;
2729         struct rq *rq;
2730         u64 ns = 0;
2731
2732         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2733         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2734         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2735
2736         return ns;
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Return accounted runtime for the task.
2741  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2742  * pending runtime that have not been accounted yet.
2743  */
2744 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2745 {
2746         unsigned long flags;
2747         struct rq *rq;
2748         u64 ns = 0;
2749
2750         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2751         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2752         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2753
2754         return ns;
2755 }
2756
2757 /*
2758  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2759  * We call it with interrupts disabled.
2760  */
2761 void scheduler_tick(void)
2762 {
2763         int cpu = smp_processor_id();
2764         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2765         struct task_struct *curr = rq->curr;
2766
2767         sched_clock_tick();
2768
2769         raw_spin_lock(&rq->lock);
2770         update_rq_clock(rq);
2771         update_cpu_load_active(rq);
2772         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2773         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2774
2775         perf_event_task_tick();
2776
2777 #ifdef CONFIG_SMP
2778         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2779         trigger_load_balance(rq, cpu);
2780 #endif
2781         rq_last_tick_reset(rq);
2782 }
2783
2784 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2785 /**
2786  * scheduler_tick_max_deferment
2787  *
2788  * Keep at least one tick per second when a single
2789  * active task is running because the scheduler doesn't
2790  * yet completely support full dynticks environment.
2791  *
2792  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2793  * balancing, etc... continue to move forward, even
2794  * with a very low granularity.
2795  */
2796 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2797 {
2798         struct rq *rq = this_rq();
2799         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2800
2801         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2802
2803         if (time_before_eq(next, now))
2804                 return 0;
2805
2806         return jiffies_to_usecs(next - now) * NSEC_PER_USEC;
2807 }
2808 #endif
2809
2810 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2811 {
2812         if (in_lock_functions(addr)) {
2813                 addr = CALLER_ADDR2;
2814                 if (in_lock_functions(addr))
2815                         addr = CALLER_ADDR3;
2816         }
2817         return addr;
2818 }
2819
2820 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2821                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2822
2823 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2824 {
2825 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2826         /*
2827          * Underflow?
2828          */
2829         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2830                 return;
2831 #endif
2832         preempt_count() += val;
2833 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2834         /*
2835          * Spinlock count overflowing soon?
2836          */
2837         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2838                                 PREEMPT_MASK - 10);
2839 #endif
2840         if (preempt_count() == val)
2841                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2844
2845 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2846 {
2847 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2848         /*
2849          * Underflow?
2850          */
2851         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2852                 return;
2853         /*
2854          * Is the spinlock portion underflowing?
2855          */
2856         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2857                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2858                 return;
2859 #endif
2860
2861         if (preempt_count() == val)
2862                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2863         preempt_count() -= val;
2864 }
2865 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2866
2867 #endif
2868
2869 /*
2870  * Print scheduling while atomic bug:
2871  */
2872 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2873 {
2874         if (oops_in_progress)
2875                 return;
2876
2877         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2878                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2879
2880         debug_show_held_locks(prev);
2881         print_modules();
2882         if (irqs_disabled())
2883                 print_irqtrace_events(prev);
2884         dump_stack();
2885         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2890  */
2891 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2892 {
2893         /*
2894          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2895          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2896          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2897          */
2898         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2899                 __schedule_bug(prev);
2900         rcu_sleep_check();
2901
2902         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2903
2904         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2905 }
2906
2907 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2908 {
2909         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2910                 update_rq_clock(rq);
2911         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * Pick up the highest-prio task:
2916  */
2917 static inline struct task_struct *
2918 pick_next_task(struct rq *rq)
2919 {
2920         const struct sched_class *class;
2921         struct task_struct *p;
2922
2923         /*
2924          * Optimization: we know that if all tasks are in
2925          * the fair class we can call that function directly:
2926          */
2927         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2928                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2929                 if (likely(p))
2930                         return p;
2931         }
2932
2933         for_each_class(class) {
2934                 p = class->pick_next_task(rq);
2935                 if (p)
2936                         return p;
2937         }
2938
2939         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2940 }
2941
2942 /*
2943  * __schedule() is the main scheduler function.
2944  *
2945  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2946  *
2947  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2948  *
2949  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2950  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2951  *
2952  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2953  *      interrupt handler scheduler_tick().
2954  *
2955  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2956  *      task to the run-queue and that's it.
2957  *
2958  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2959  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2960  *      called on the nearest possible occasion:
2961  *
2962  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2963  *
2964  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2965  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2966  *           spin_unlock()!)
2967  *
2968  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2969  *           preemptible context
2970  *
2971  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2972  *         then at the next:
2973  *
2974  *          - cond_resched() call
2975  *          - explicit schedule() call
2976  *          - return from syscall or exception to user-space
2977  *          - return from interrupt-handler to user-space
2978  */
2979 static void __sched __schedule(void)
2980 {
2981         struct task_struct *prev, *next;
2982         unsigned long *switch_count;
2983         struct rq *rq;
2984         int cpu;
2985
2986 need_resched:
2987         preempt_disable();
2988         cpu = smp_processor_id();
2989         rq = cpu_rq(cpu);
2990         rcu_note_context_switch(cpu);
2991         prev = rq->curr;
2992
2993         schedule_debug(prev);
2994
2995         if (sched_feat(HRTICK))
2996                 hrtick_clear(rq);
2997
2998         /*
2999          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3000          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3001          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3002          */
3003         smp_mb__before_spinlock();
3004         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3005
3006         switch_count = &prev->nivcsw;
3007         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3008                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3009                         prev->state = TASK_RUNNING;
3010                 } else {
3011                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3012                         prev->on_rq = 0;
3013
3014                         /*
3015                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3016                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3017                          * concurrency.
3018                          */
3019                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3020                                 struct task_struct *to_wakeup;
3021
3022                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3023                                 if (to_wakeup)
3024                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3025                         }
3026                 }
3027                 switch_count = &prev->nvcsw;
3028         }
3029
3030         pre_schedule(rq, prev);
3031
3032         if (unlikely(!rq->nr_running))
3033                 idle_balance(cpu, rq);
3034
3035         put_prev_task(rq, prev);
3036         next = pick_next_task(rq);
3037         clear_tsk_need_resched(prev);
3038         rq->skip_clock_update = 0;
3039
3040         if (likely(prev != next)) {
3041                 rq->nr_switches++;
3042                 rq->curr = next;
3043                 ++*switch_count;
3044
3045                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3046                 /*
3047                  * The context switch have flipped the stack from under us
3048                  * and restored the local variables which were saved when
3049                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3050                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3051                  */
3052                 cpu = smp_processor_id();
3053                 rq = cpu_rq(cpu);
3054         } else
3055                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3056
3057         post_schedule(rq);
3058
3059         sched_preempt_enable_no_resched();
3060         if (need_resched())
3061                 goto need_resched;
3062 }
3063
3064 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3065 {
3066         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3067                 return;
3068         /*
3069          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3070          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3071          */
3072         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3073                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3074 }
3075
3076 asmlinkage void __sched schedule(void)
3077 {
3078         struct task_struct *tsk = current;
3079
3080         sched_submit_work(tsk);
3081         __schedule();
3082 }
3083 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3084
3085 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3086 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
3087 {
3088         /*
3089          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3090          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3091          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3092          * we find a better solution.
3093          */
3094         user_exit();
3095         schedule();
3096         user_enter();
3097 }
3098 #endif
3099
3100 /**
3101  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3102  *
3103  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3104  */
3105 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3106 {
3107         sched_preempt_enable_no_resched();
3108         schedule();
3109         preempt_disable();
3110 }
3111
3112 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3113 /*
3114  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3115  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3116  * occur there and call schedule directly.
3117  */
3118 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3119 {
3120         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3121
3122         /*
3123          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3124          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3125          */
3126         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3127                 return;
3128
3129         do {
3130                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3131                 __schedule();
3132                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3133
3134                 /*
3135                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3136                  * between schedule and now.
3137                  */
3138                 barrier();
3139         } while (need_resched());
3140 }
3141 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3142
3143 /*
3144  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3145  * off of irq context.
3146  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3147  * protect us against recursive calling from irq.
3148  */
3149 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3150 {
3151         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3152         enum ctx_state prev_state;
3153
3154         /* Catch callers which need to be fixed */
3155         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3156
3157         prev_state = exception_enter();
3158
3159         do {
3160                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3161                 local_irq_enable();
3162                 __schedule();
3163                 local_irq_disable();
3164                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3165
3166                 /*
3167                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3168                  * between schedule and now.
3169                  */
3170                 barrier();
3171         } while (need_resched());
3172
3173         exception_exit(prev_state);
3174 }
3175
3176 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3177
3178 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3179                           void *key)
3180 {
3181         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3184
3185 /*
3186  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3187  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3188  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3189  *
3190  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3191  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3192  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3193  */
3194 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3195                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3196 {
3197         wait_queue_t *curr, *next;
3198
3199         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3200                 unsigned flags = curr->flags;
3201
3202                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3203                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3204                         break;
3205         }
3206 }
3207
3208 /**
3209  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3210  * @q: the waitqueue
3211  * @mode: which threads
3212  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3213  * @key: is directly passed to the wakeup function
3214  *
3215  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3216  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3217  */
3218 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3219                         int nr_exclusive, void *key)
3220 {
3221         unsigned long flags;
3222
3223         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3224         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3225         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3228
3229 /*
3230  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3231  */
3232 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3233 {
3234         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3235 }
3236 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3237
3238 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3239 {
3240         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3241 }
3242 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3243
3244 /**
3245  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3246  * @q: the waitqueue
3247  * @mode: which threads
3248  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3249  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3250  *
3251  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3252  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3253  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3254  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3255  *
3256  * On UP it can prevent extra preemption.
3257  *
3258  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3259  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3260  */
3261 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3262                         int nr_exclusive, void *key)
3263 {
3264         unsigned long flags;
3265         int wake_flags = WF_SYNC;
3266
3267         if (unlikely(!q))
3268                 return;
3269
3270         if (unlikely(!nr_exclusive))
3271                 wake_flags = 0;
3272
3273         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3274         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3275         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3278
3279 /*
3280  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3281  */
3282 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3283 {
3284         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3287
3288 /**
3289  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3290  * @x:  holds the state of this particular completion
3291  *
3292  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3293  * awakened in the same order in which they were queued.
3294  *
3295  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3296  *
3297  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3298  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3299  */
3300 void complete(struct completion *x)
3301 {
3302         unsigned long flags;
3303
3304         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3305         x->done++;
3306         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3307         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3308 }
3309 EXPORT_SYMBOL(complete);
3310
3311 /**
3312  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3313  * @x:  holds the state of this particular completion
3314  *
3315  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3316  *
3317  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3318  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3319  */
3320 void complete_all(struct completion *x)
3321 {
3322         unsigned long flags;
3323
3324         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3325         x->done += UINT_MAX/2;
3326         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3327         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3328 }
3329 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3330
3331 static inline long __sched
3332 do_wait_for_common(struct completion *x,
3333                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3334 {
3335         if (!x->done) {
3336                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3337
3338                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3339                 do {
3340                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3341                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3342                                 break;
3343                         }
3344                         __set_current_state(state);
3345                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3346                         timeout = action(timeout);
3347                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3348                 } while (!x->done && timeout);
3349                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3350                 if (!x->done)
3351                         return timeout;
3352         }
3353         x->done--;
3354         return timeout ?: 1;
3355 }
3356
3357 static inline long __sched
3358 __wait_for_common(struct completion *x,
3359                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3360 {
3361         might_sleep();
3362
3363         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3364         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3365         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3366         return timeout;
3367 }
3368
3369 static long __sched
3370 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3371 {
3372         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3373 }
3374
3375 static long __sched
3376 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3377 {
3378         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3379 }
3380
3381 /**
3382  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3383  * @x:  holds the state of this particular completion
3384  *
3385  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3386  * interruptible and there is no timeout.
3387  *
3388  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3389  * and interrupt capability. Also see complete().
3390  */
3391 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3392 {
3393         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3394 }
3395 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3396
3397 /**
3398  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3399  * @x:  holds the state of this particular completion
3400  * @timeout:  timeout value in jiffies
3401  *
3402  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3403  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3404  * interruptible.
3405  *
3406  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3407  * jiffies left till timeout) if completed.
3408  */
3409 unsigned long __sched
3410 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3411 {
3412         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3415
3416 /**
3417  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3418  * @x:  holds the state of this particular completion
3419  *
3420  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3421  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3422  * for IO.
3423  */
3424 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3425 {
3426         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3427 }
3428 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3429
3430 /**
3431  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3432  * @x:  holds the state of this particular completion
3433  * @timeout:  timeout value in jiffies
3434  *
3435  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3436  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3437  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3438  *
3439  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3440  * jiffies left till timeout) if completed.
3441  */
3442 unsigned long __sched
3443 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3444 {
3445         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3448
3449 /**
3450  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3451  * @x:  holds the state of this particular completion
3452  *
3453  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3454  * interruptible.
3455  *
3456  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3457  */
3458 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3459 {
3460         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3461         if (t == -ERESTARTSYS)
3462                 return t;
3463         return 0;
3464 }
3465 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3466
3467 /**
3468  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3469  * @x:  holds the state of this particular completion
3470  * @timeout:  timeout value in jiffies
3471  *
3472  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3473  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3474  *
3475  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3476  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3477  */
3478 long __sched
3479 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3480                                           unsigned long timeout)
3481 {
3482         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3483 }
3484 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3485
3486 /**
3487  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3488  * @x:  holds the state of this particular completion
3489  *
3490  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3491  * interrupted by a kill signal.
3492  *
3493  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3494  */
3495 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3496 {
3497         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3498         if (t == -ERESTARTSYS)
3499                 return t;
3500         return 0;
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3503
3504 /**
3505  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3506  * @x:  holds the state of this particular completion
3507  * @timeout:  timeout value in jiffies
3508  *
3509  * This waits for either a completion of a specific task to be
3510  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3511  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3512  *
3513  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3514  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3515  */
3516 long __sched
3517 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3518                                      unsigned long timeout)
3519 {
3520         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3521 }
3522 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3523
3524 /**
3525  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3526  *      @x:     completion structure
3527  *
3528  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3529  *               1 if a decrement succeeded.
3530  *
3531  *      If a completion is being used as a counting completion,
3532  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3533  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3534  *      is protecting is not available.
3535  */
3536 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3537 {
3538         unsigned long flags;
3539         int ret = 1;
3540
3541         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3542         if (!x->done)
3543                 ret = 0;
3544         else
3545                 x->done--;
3546         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3547         return ret;
3548 }
3549 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3550
3551 /**
3552  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3553  *      @x:     completion structure
3554  *
3555  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3556  *               1 if there are no waiters.
3557  *
3558  */
3559 bool completion_done(struct completion *x)
3560 {
3561         unsigned long flags;
3562         int ret = 1;
3563
3564         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3565         if (!x->done)
3566                 ret = 0;
3567         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3568         return ret;
3569 }
3570 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3571
3572 static long __sched
3573 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3574 {
3575         unsigned long flags;
3576         wait_queue_t wait;
3577
3578         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3579
3580         __set_current_state(state);
3581
3582         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3583         __add_wait_queue(q, &wait);
3584         spin_unlock(&q->lock);
3585         timeout = schedule_timeout(timeout);
3586         spin_lock_irq(&q->lock);
3587         __remove_wait_queue(q, &wait);
3588         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3589
3590         return timeout;
3591 }
3592
3593 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3594 {
3595         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3596 }
3597 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3598
3599 long __sched
3600 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3601 {
3602         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3605
3606 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3607 {
3608         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3611
3612 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3613 {
3614         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3617
3618 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3619
3620 /*
3621  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3622  * @p: task
3623  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3624  *
3625  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3626  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3627  *
3628  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3629  */
3630 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3631 {
3632         int oldprio, on_rq, running;
3633         struct rq *rq;
3634         const struct sched_class *prev_class;
3635
3636         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3637
3638         rq = __task_rq_lock(p);
3639
3640         /*
3641          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3642          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3643          *
3644          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3645          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3646          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3647          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3648          * with interrupts disabled and will complete the lock
3649          * protected section without being interrupted. So there is no
3650          * real need to boost.
3651          */
3652         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3653                 WARN_ON(p != rq->curr);
3654                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3655                 goto out_unlock;
3656         }
3657
3658         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3659         oldprio = p->prio;
3660         prev_class = p->sched_class;
3661         on_rq = p->on_rq;
3662         running = task_current(rq, p);
3663         if (on_rq)
3664                 dequeue_task(rq, p, 0);
3665         if (running)
3666                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3667
3668         if (rt_prio(prio))
3669                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3670         else
3671                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3672
3673         p->prio = prio;
3674
3675         if (running)
3676                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3677         if (on_rq)
3678                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3679
3680         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3681 out_unlock:
3682         __task_rq_unlock(rq);
3683 }
3684 #endif
3685 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3686 {
3687         int old_prio, delta, on_rq;
3688         unsigned long flags;
3689         struct rq *rq;
3690
3691         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3692                 return;
3693         /*
3694          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3695          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3696          */
3697         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3698         /*
3699          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3700          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3701          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3702          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3703          */
3704         if (task_has_rt_policy(p)) {
3705                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3706                 goto out_unlock;
3707         }
3708         on_rq = p->on_rq;
3709         if (on_rq)
3710                 dequeue_task(rq, p, 0);
3711
3712         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3713         set_load_weight(p);
3714         old_prio = p->prio;
3715         p->prio = effective_prio(p);
3716         delta = p->prio - old_prio;
3717
3718         if (on_rq) {
3719                 enqueue_task(rq, p, 0);
3720                 /*
3721                  * If the task increased its priority or is running and
3722                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3723                  */
3724                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3725                         resched_task(rq->curr);
3726         }
3727 out_unlock:
3728         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3731
3732 /*
3733  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3734  * @p: task
3735  * @nice: nice value
3736  */
3737 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3738 {
3739         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3740         int nice_rlim = 20 - nice;
3741
3742         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3743                 capable(CAP_SYS_NICE));
3744 }
3745
3746 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3747
3748 /*
3749  * sys_nice - change the priority of the current process.
3750  * @increment: priority increment
3751  *
3752  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3753  * does similar things.
3754  */
3755 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3756 {
3757         long nice, retval;
3758
3759         /*
3760          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3761          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3762          * and we have a single winner.
3763          */
3764         if (increment < -40)
3765                 increment = -40;
3766         if (increment > 40)
3767                 increment = 40;
3768
3769         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3770         if (nice < -20)
3771                 nice = -20;
3772         if (nice > 19)
3773                 nice = 19;
3774
3775         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3776                 return -EPERM;
3777
3778         retval = security_task_setnice(current, nice);
3779         if (retval)
3780                 return retval;
3781
3782         set_user_nice(current, nice);
3783         return 0;
3784 }
3785
3786 #endif
3787
3788 /**
3789  * task_prio - return the priority value of a given task.
3790  * @p: the task in question.
3791  *
3792  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3793  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3794  * around 0, value goes from -16 to +15.
3795  */
3796 int task_prio(const struct task_struct *p)
3797 {
3798         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3799 }
3800
3801 /**
3802  * task_nice - return the nice value of a given task.
3803  * @p: the task in question.
3804  */
3805 int task_nice(const struct task_struct *p)
3806 {
3807         return TASK_NICE(p);
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3810
3811 /**
3812  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3813  * @cpu: the processor in question.
3814  */
3815 int idle_cpu(int cpu)
3816 {
3817         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3818
3819         if (rq->curr != rq->idle)
3820                 return 0;
3821
3822         if (rq->nr_running)
3823                 return 0;
3824
3825 #ifdef CONFIG_SMP
3826         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3827                 return 0;
3828 #endif
3829
3830         return 1;
3831 }
3832
3833 /**
3834  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3835  * @cpu: the processor in question.
3836  */
3837 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3838 {
3839         return cpu_rq(cpu)->idle;
3840 }
3841
3842 /**
3843  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3844  * @pid: the pid in question.
3845  */
3846 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3847 {
3848         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3849 }
3850
3851 extern struct cpumask hmp_slow_cpu_mask;
3852
3853 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3854 static void
3855 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3856 {
3857         p->policy = policy;
3858         p->rt_priority = prio;
3859         p->normal_prio = normal_prio(p);
3860         /* we are holding p->pi_lock already */
3861         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3862         if (rt_prio(p->prio)) {
3863                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3864 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
3865                 if (!cpumask_empty(&hmp_slow_cpu_mask))
3866                         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, cpu_all_mask)) {
3867                                 p->nr_cpus_allowed =
3868                                         cpumask_weight(&hmp_slow_cpu_mask);
3869                                 do_set_cpus_allowed(p, &hmp_slow_cpu_mask);
3870                         }
3871 #endif
3872         }
3873         else
3874                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3875         set_load_weight(p);
3876 }
3877
3878 /*
3879  * check the target process has a UID that matches the current process's
3880  */
3881 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3882 {
3883         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3884         bool match;
3885
3886         rcu_read_lock();
3887         pcred = __task_cred(p);
3888         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3889                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3890         rcu_read_unlock();
3891         return match;
3892 }
3893
3894 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3895                                 const struct sched_param *param, bool user)
3896 {
3897         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3898         unsigned long flags;
3899         const struct sched_class *prev_class;
3900         struct rq *rq;
3901         int reset_on_fork;
3902
3903         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3904         BUG_ON(in_interrupt());
3905 recheck:
3906         /* double check policy once rq lock held */
3907         if (policy < 0) {
3908                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3909                 policy = oldpolicy = p->policy;
3910         } else {
3911                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3912                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3913
3914                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3915                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3916                                 policy != SCHED_IDLE)
3917                         return -EINVAL;
3918         }
3919
3920         /*
3921          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3922          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3923          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3924          */
3925         if (param->sched_priority < 0 ||
3926             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3927             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3928                 return -EINVAL;
3929         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3930                 return -EINVAL;
3931
3932         /*
3933          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3934          */
3935         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3936                 if (rt_policy(policy)) {
3937                         unsigned long rlim_rtprio =
3938                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3939
3940                         /* can't set/change the rt policy */
3941                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3942                                 return -EPERM;
3943
3944                         /* can't increase priority */
3945                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3946                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3947                                 return -EPERM;
3948                 }
3949
3950                 /*
3951                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3952                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3953                  */
3954                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3955                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3956                                 return -EPERM;
3957                 }
3958
3959                 /* can't change other user's priorities */
3960                 if (!check_same_owner(p))
3961                         return -EPERM;
3962
3963                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3964                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3965                         return -EPERM;
3966         }
3967
3968         if (user) {
3969                 retval = security_task_setscheduler(p);
3970                 if (retval)
3971                         return retval;
3972         }
3973
3974         /*
3975          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3976          * changing the priority of the task:
3977          *
3978          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3979          * runqueue lock must be held.
3980          */
3981         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3982
3983         /*
3984          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3985          */
3986         if (p == rq->stop) {
3987                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3988                 return -EINVAL;
3989         }
3990
3991         /*
3992          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3993          */
3994         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3995                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3996                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3997                 return 0;
3998         }
3999
4000 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4001         if (user) {
4002                 /*
4003                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4004                  * assigned.
4005                  */
4006                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4007                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4008                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4009                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4010                         return -EPERM;
4011                 }
4012         }
4013 #endif
4014
4015         /* recheck policy now with rq lock held */
4016         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4017                 policy = oldpolicy = -1;
4018                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4019                 goto recheck;
4020         }
4021         on_rq = p->on_rq;
4022         running = task_current(rq, p);
4023         if (on_rq)
4024                 dequeue_task(rq, p, 0);
4025         if (running)
4026                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4027
4028         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4029
4030         oldprio = p->prio;
4031         prev_class = p->sched_class;
4032         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4033
4034         if (running)
4035                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4036         if (on_rq)
4037                 enqueue_task(rq, p, 0);
4038
4039         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4040         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4041
4042         rt_mutex_adjust_pi(p);
4043
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 /**
4048  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4049  * @p: the task in question.
4050  * @policy: new policy.
4051  * @param: structure containing the new RT priority.
4052  *
4053  * NOTE that the task may be already dead.
4054  */
4055 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4056                        const struct sched_param *param)
4057 {
4058         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4059 }
4060 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4061
4062 /**
4063  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4064  * @p: the task in question.
4065  * @policy: new policy.
4066  * @param: structure containing the new RT priority.
4067  *
4068  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4069  * current context has permission.  For example, this is needed in
4070  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4071  * but our caller might not have that capability.
4072  */
4073 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4074                                const struct sched_param *param)
4075 {
4076         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4077 }
4078
4079 static int
4080 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4081 {
4082         struct sched_param lparam;
4083         struct task_struct *p;
4084         int retval;
4085
4086         if (!param || pid < 0)
4087                 return -EINVAL;
4088         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4089                 return -EFAULT;
4090
4091         rcu_read_lock();
4092         retval = -ESRCH;
4093         p = find_process_by_pid(pid);
4094         if (p != NULL)
4095                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4096         rcu_read_unlock();
4097
4098         return retval;
4099 }
4100
4101 /**
4102  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4103  * @pid: the pid in question.
4104  * @policy: new policy.
4105  * @param: structure containing the new RT priority.
4106  */
4107 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4108                 struct sched_param __user *, param)
4109 {
4110         /* negative values for policy are not valid */
4111         if (policy < 0)
4112                 return -EINVAL;
4113
4114         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4115 }
4116
4117 /**
4118  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4119  * @pid: the pid in question.
4120  * @param: structure containing the new RT priority.
4121  */
4122 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4123 {
4124         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4125 }
4126
4127 /**
4128  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4129  * @pid: the pid in question.
4130  */
4131 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4132 {
4133         struct task_struct *p;
4134         int retval;
4135
4136         if (pid < 0)
4137                 return -EINVAL;
4138
4139         retval = -ESRCH;
4140         rcu_read_lock();
4141         p = find_process_by_pid(pid);
4142         if (p) {
4143                 retval = security_task_getscheduler(p);
4144                 if (!retval)
4145                         retval = p->policy
4146                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4147         }
4148         rcu_read_unlock();
4149         return retval;
4150 }
4151
4152 /**
4153  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4154  * @pid: the pid in question.
4155  * @param: structure containing the RT priority.
4156  */
4157 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4158 {
4159         struct sched_param lp;
4160         struct task_struct *p;
4161         int retval;
4162
4163         if (!param || pid < 0)
4164                 return -EINVAL;
4165
4166         rcu_read_lock();
4167         p = find_process_by_pid(pid);
4168         retval = -ESRCH;
4169         if (!p)
4170                 goto out_unlock;
4171
4172         retval = security_task_getscheduler(p);
4173         if (retval)
4174                 goto out_unlock;
4175
4176         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4177         rcu_read_unlock();
4178
4179         /*
4180          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4181          */
4182         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4183
4184         return retval;
4185
4186 out_unlock:
4187         rcu_read_unlock();
4188         return retval;
4189 }
4190
4191 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4192 {
4193         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4194         struct task_struct *p;
4195         int retval;
4196
4197         get_online_cpus();
4198         rcu_read_lock();
4199
4200         p = find_process_by_pid(pid);
4201         if (!p) {
4202                 rcu_read_unlock();
4203                 put_online_cpus();
4204                 return -ESRCH;
4205         }
4206
4207         /* Prevent p going away */
4208         get_task_struct(p);
4209         rcu_read_unlock();
4210
4211         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4212                 retval = -EINVAL;
4213                 goto out_put_task;
4214         }
4215         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4216                 retval = -ENOMEM;
4217                 goto out_put_task;
4218         }
4219         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4220                 retval = -ENOMEM;
4221                 goto out_free_cpus_allowed;
4222         }
4223         retval = -EPERM;
4224         if (!check_same_owner(p)) {
4225                 rcu_read_lock();
4226                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4227                         rcu_read_unlock();
4228                         goto out_unlock;
4229                 }
4230                 rcu_read_unlock();
4231         }
4232
4233         retval = security_task_setscheduler(p);
4234         if (retval)
4235                 goto out_unlock;
4236
4237         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4238         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4239 again:
4240         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4241
4242         if (!retval) {
4243                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4244                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4245                         /*
4246                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4247                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4248                          * cpuset's cpus_allowed
4249                          */
4250                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4251                         goto again;
4252                 }
4253         }
4254 out_unlock:
4255         free_cpumask_var(new_mask);
4256 out_free_cpus_allowed:
4257         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4258 out_put_task:
4259         put_task_struct(p);
4260         put_online_cpus();
4261         return retval;
4262 }
4263
4264 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4265                              struct cpumask *new_mask)
4266 {
4267         if (len < cpumask_size())
4268                 cpumask_clear(new_mask);
4269         else if (len > cpumask_size())
4270                 len = cpumask_size();
4271
4272         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4273 }
4274
4275 /**
4276  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4277  * @pid: pid of the process
4278  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4279  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4280  */
4281 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4282                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4283 {
4284         cpumask_var_t new_mask;
4285         int retval;
4286
4287         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4288                 return -ENOMEM;
4289
4290         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4291         if (retval == 0)
4292                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4293         free_cpumask_var(new_mask);
4294         return retval;
4295 }
4296
4297 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4298 {
4299         struct task_struct *p;
4300         unsigned long flags;
4301         int retval;
4302
4303         get_online_cpus();
4304         rcu_read_lock();
4305
4306         retval = -ESRCH;
4307         p = find_process_by_pid(pid);
4308         if (!p)
4309                 goto out_unlock;
4310
4311         retval = security_task_getscheduler(p);
4312         if (retval)
4313                 goto out_unlock;
4314
4315         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4316         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4317         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4318
4319 out_unlock:
4320         rcu_read_unlock();
4321         put_online_cpus();
4322
4323         return retval;
4324 }
4325
4326 /**
4327  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4328  * @pid: pid of the process
4329  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4330  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4331  */
4332 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4333                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4334 {
4335         int ret;
4336         cpumask_var_t mask;
4337
4338         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4339                 return -EINVAL;
4340         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4341                 return -EINVAL;
4342
4343         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4344                 return -ENOMEM;
4345
4346         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4347         if (ret == 0) {
4348                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4349
4350                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4351                         ret = -EFAULT;
4352                 else
4353                         ret = retlen;
4354         }
4355         free_cpumask_var(mask);
4356
4357         return ret;
4358 }
4359
4360 /**
4361  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4362  *
4363  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4364  * other threads running on this CPU then this function will return.
4365  */
4366 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4367 {
4368         struct rq *rq = this_rq_lock();
4369
4370         schedstat_inc(rq, yld_count);
4371         current->sched_class->yield_task(rq);
4372
4373         /*
4374          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4375          * no need to preempt or enable interrupts:
4376          */
4377         __release(rq->lock);
4378         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4379         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4380         sched_preempt_enable_no_resched();
4381
4382         schedule();
4383
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 static inline int should_resched(void)
4388 {
4389         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4390 }
4391
4392 static void __cond_resched(void)
4393 {
4394         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4395         __schedule();
4396         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4397 }
4398
4399 int __sched _cond_resched(void)
4400 {
4401         if (should_resched()) {
4402                 __cond_resched();
4403                 return 1;
4404         }
4405         return 0;
4406 }
4407 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4408
4409 /*
4410  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4411  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4412  *
4413  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4414  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4415  * spin_unlock(), once by hand).
4416  */
4417 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4418 {
4419         int resched = should_resched();
4420         int ret = 0;
4421
4422         lockdep_assert_held(lock);
4423
4424         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4425                 spin_unlock(lock);
4426                 if (resched)
4427                         __cond_resched();
4428                 else
4429                         cpu_relax();
4430                 ret = 1;
4431                 spin_lock(lock);
4432         }
4433         return ret;
4434 }
4435 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4436
4437 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4438 {
4439         BUG_ON(!in_softirq());
4440
4441         if (should_resched()) {
4442                 local_bh_enable();
4443                 __cond_resched();
4444                 local_bh_disable();
4445                 return 1;
4446         }
4447         return 0;
4448 }
4449 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4450
4451 /**
4452  * yield - yield the current processor to other threads.
4453  *
4454  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4455  *
4456  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4457  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4458  * it, its already broken.
4459  *
4460  * Typical broken usage is:
4461  *
4462  * while (!event)
4463  *      yield();
4464  *
4465  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4466  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4467  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4468  *
4469  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4470  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4471  * If you still want to use yield(), do not!
4472  */
4473 void __sched yield(void)
4474 {
4475         set_current_state(TASK_RUNNING);
4476         sys_sched_yield();
4477 }
4478 EXPORT_SYMBOL(yield);
4479
4480 /**
4481  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4482  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4483  * processor it's on.
4484  * @p: target task
4485  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4486  *
4487  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4488  * can't go away on us before we can do any checks.
4489  *
4490  * Returns:
4491  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4492  *      false (0) if we failed to boost the target.
4493  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4494  */
4495 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4496 {
4497         struct task_struct *curr = current;
4498         struct rq *rq, *p_rq;
4499         unsigned long flags;
4500         int yielded = 0;
4501
4502         local_irq_save(flags);
4503         rq = this_rq();
4504
4505 again:
4506         p_rq = task_rq(p);
4507         /*
4508          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4509          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4510          */
4511         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4512                 yielded = -ESRCH;
4513                 goto out_irq;
4514         }
4515
4516         double_rq_lock(rq, p_rq);
4517         while (task_rq(p) != p_rq) {
4518                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4519                 goto again;
4520         }
4521
4522         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4523                 goto out_unlock;
4524
4525         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4526                 goto out_unlock;
4527
4528         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4529                 goto out_unlock;
4530
4531         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4532         if (yielded) {
4533                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4534                 /*
4535                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4536                  * fairness.
4537                  */
4538                 if (preempt && rq != p_rq)
4539                         resched_task(p_rq->curr);
4540         }
4541
4542 out_unlock:
4543         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4544 out_irq:
4545         local_irq_restore(flags);
4546
4547         if (yielded > 0)
4548                 schedule();
4549
4550         return yielded;
4551 }
4552 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4553
4554 /*
4555  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4556  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4557  */
4558 void __sched io_schedule(void)
4559 {
4560         struct rq *rq = raw_rq();
4561
4562         delayacct_blkio_start();
4563         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4564         blk_flush_plug(current);
4565         current->in_iowait = 1;
4566         schedule();
4567         current->in_iowait = 0;
4568         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4569         delayacct_blkio_end();
4570 }
4571 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4572
4573 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4574 {
4575         struct rq *rq = raw_rq();
4576         long ret;
4577
4578         delayacct_blkio_start();
4579         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4580         blk_flush_plug(current);
4581         current->in_iowait = 1;
4582         ret = schedule_timeout(timeout);
4583         current->in_iowait = 0;
4584         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4585         delayacct_blkio_end();
4586         return ret;
4587 }
4588
4589 /**
4590  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4591  * @policy: scheduling class.
4592  *
4593  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4594  * by a given scheduling class.
4595  */
4596 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4597 {
4598         int ret = -EINVAL;
4599
4600         switch (policy) {
4601         case SCHED_FIFO:
4602         case SCHED_RR:
4603                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4604                 break;
4605         case SCHED_NORMAL:
4606         case SCHED_BATCH:
4607         case SCHED_IDLE:
4608                 ret = 0;
4609                 break;
4610         }
4611         return ret;
4612 }
4613
4614 /**
4615  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4616  * @policy: scheduling class.
4617  *
4618  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4619  * by a given scheduling class.
4620  */
4621 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4622 {
4623         int ret = -EINVAL;
4624
4625         switch (policy) {
4626         case SCHED_FIFO:
4627         case SCHED_RR:
4628                 ret = 1;
4629                 break;
4630         case SCHED_NORMAL:
4631         case SCHED_BATCH:
4632         case SCHED_IDLE:
4633                 ret = 0;
4634         }
4635         return ret;
4636 }
4637
4638 /**
4639  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4640  * @pid: pid of the process.
4641  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4642  *
4643  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4644  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4645  */
4646 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4647                 struct timespec __user *, interval)
4648 {
4649         struct task_struct *p;
4650         unsigned int time_slice;
4651         unsigned long flags;
4652         struct rq *rq;
4653         int retval;
4654         struct timespec t;
4655
4656         if (pid < 0)
4657                 return -EINVAL;
4658
4659         retval = -ESRCH;
4660         rcu_read_lock();
4661         p = find_process_by_pid(pid);
4662         if (!p)
4663                 goto out_unlock;
4664
4665         retval = security_task_getscheduler(p);
4666         if (retval)
4667                 goto out_unlock;
4668
4669         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4670         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4671         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4672
4673         rcu_read_unlock();
4674         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4675         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4676         return retval;
4677
4678 out_unlock:
4679         rcu_read_unlock();
4680         return retval;
4681 }
4682
4683 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4684
4685 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4686 {
4687         unsigned long free = 0;
4688         int ppid;
4689         unsigned state;
4690
4691         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4692         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4693                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4694 #if BITS_PER_LONG == 32
4695         if (state == TASK_RUNNING)
4696                 printk(KERN_CONT " running  ");
4697         else
4698                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4699 #else
4700         if (state == TASK_RUNNING)
4701                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4702         else
4703                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4704 #endif
4705 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4706         free = stack_not_used(p);
4707 #endif
4708         rcu_read_lock();
4709         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4710         rcu_read_unlock();
4711         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4712                 task_pid_nr(p), ppid,
4713                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4714
4715         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4716         show_stack(p, NULL);
4717 }
4718
4719 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4720 {
4721         struct task_struct *g, *p;
4722
4723 #if BITS_PER_LONG == 32
4724         printk(KERN_INFO
4725                 "  task                PC stack   pid father\n");
4726 #else
4727         printk(KERN_INFO
4728                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4729 #endif
4730         rcu_read_lock();
4731         do_each_thread(g, p) {
4732                 /*
4733                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4734                  * console might take a lot of time:
4735                  */
4736                 touch_nmi_watchdog();
4737                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4738                         sched_show_task(p);
4739         } while_each_thread(g, p);
4740
4741         touch_all_softlockup_watchdogs();
4742
4743 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4744         sysrq_sched_debug_show();
4745 #endif
4746         rcu_read_unlock();
4747         /*
4748          * Only show locks if all tasks are dumped:
4749          */
4750         if (!state_filter)
4751                 debug_show_all_locks();
4752 }
4753
4754 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4755 {
4756         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4757 }
4758
4759 /**
4760  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4761  * @idle: task in question
4762  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4763  *
4764  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4765  * flag, to make booting more robust.
4766  */
4767 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4768 {
4769         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4770         unsigned long flags;
4771
4772         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4773
4774         __sched_fork(idle);
4775         idle->state = TASK_RUNNING;
4776         idle->se.exec_start = sched_clock();
4777
4778         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4779         /*
4780          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4781          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4782          * lockdep check in task_group() will fail.
4783          *
4784          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4785          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4786          *
4787          * Silence PROVE_RCU
4788          */
4789         rcu_read_lock();
4790         __set_task_cpu(idle, cpu);
4791         rcu_read_unlock();
4792
4793         rq->curr = rq->idle = idle;
4794 #if defined(CONFIG_SMP)
4795         idle->on_cpu = 1;
4796 #endif
4797         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4798
4799         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4800         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4801
4802         /*
4803          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4804          */
4805         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4806         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4807         vtime_init_idle(idle, cpu);
4808 #if defined(CONFIG_SMP)
4809         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4810 #endif
4811 }
4812
4813 #ifdef CONFIG_SMP
4814 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4815 {
4816         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4817                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4818
4819         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4820         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4821 }
4822
4823 /*
4824  * This is how migration works:
4825  *
4826  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4827  *    stop_one_cpu().
4828  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4829  *    off the CPU)
4830  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4831  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4832  *    it and puts it into the right queue.
4833  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4834  *    is done.
4835  */
4836
4837 /*
4838  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4839  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4840  * is removed from the allowed bitmask.
4841  *
4842  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4843  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4844  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4845  */
4846 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4847 {
4848         unsigned long flags;
4849         struct rq *rq;
4850         unsigned int dest_cpu;
4851         int ret = 0;
4852
4853         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4854
4855         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4856                 goto out;
4857
4858         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4859                 ret = -EINVAL;
4860                 goto out;
4861         }
4862
4863         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4864
4865         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4866         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4867                 goto out;
4868
4869         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4870         if (p->on_rq) {
4871                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4872                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4873                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4874                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4875                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4876                 return 0;
4877         }
4878 out:
4879         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4880
4881         return ret;
4882 }
4883 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4884
4885 /*
4886  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4887  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4888  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4889  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4890  *
4891  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4892  * as the task is no longer on this CPU.
4893  *
4894  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4895  */
4896 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4897 {
4898         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4899         int ret = 0;
4900
4901         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4902                 return ret;
4903
4904         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4905         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4906
4907         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4908         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4909         /* Already moved. */
4910         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4911                 goto done;
4912         /* Affinity changed (again). */
4913         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4914                 goto fail;
4915
4916         /*
4917          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4918          * placed properly.
4919          */
4920         if (p->on_rq) {
4921                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4922                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4923                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4924                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4925         }
4926 done:
4927         ret = 1;
4928 fail:
4929         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4930         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4931         return ret;
4932 }
4933
4934 /*
4935  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4936  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4937  * 'pushing' onto another runqueue.
4938  */
4939 static int migration_cpu_stop(void *data)
4940 {
4941         struct migration_arg *arg = data;
4942
4943         /*
4944          * The original target cpu might have gone down and we might
4945          * be on another cpu but it doesn't matter.
4946          */
4947         local_irq_disable();
4948         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4949         local_irq_enable();
4950         return 0;
4951 }
4952
4953 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4954
4955 /*
4956  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4957  * offline.
4958  */
4959 void idle_task_exit(void)
4960 {
4961         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4962
4963         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4964
4965         if (mm != &init_mm)
4966                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4967         mmdrop(mm);
4968 }
4969
4970 /*
4971  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4972  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4973  * nr_active count is stable.
4974  *
4975  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4976  */
4977 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4978 {
4979         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4980         if (delta)
4981                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4982 }
4983
4984 /*
4985  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4986  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4987  *
4988  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4989  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4990  * because of lock validation efforts.
4991  */
4992 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4993 {
4994         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4995         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4996         int dest_cpu;
4997
4998         /*
4999          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5000          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5001          *
5002          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5003          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5004          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5005          * done here.
5006          */
5007         rq->stop = NULL;
5008
5009         for ( ; ; ) {
5010                 /*
5011                  * There's this thread running, bail when that's the only
5012                  * remaining thread.
5013                  */
5014                 if (rq->nr_running == 1)
5015                         break;
5016
5017                 next = pick_next_task(rq);
5018                 BUG_ON(!next);
5019                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5020
5021                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5022                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5023                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5024
5025                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5026
5027                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5028         }
5029
5030         rq->stop = stop;
5031 }
5032
5033 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5034
5035 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5036
5037 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5038         {
5039                 .procname       = "sched_domain",
5040                 .mode           = 0555,
5041         },
5042         {}
5043 };
5044
5045 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5046         {
5047                 .procname       = "kernel",
5048                 .mode           = 0555,
5049                 .child          = sd_ctl_dir,
5050         },
5051         {}
5052 };
5053
5054 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5055 {
5056         struct ctl_table *entry =
5057                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5058
5059         return entry;
5060 }
5061
5062 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5063 {
5064         struct ctl_table *entry;
5065
5066         /*
5067          * In the intermediate directories, both the child directory and
5068          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5069          * will always be set. In the lowest directory the names are
5070          * static strings and all have proc handlers.
5071          */
5072         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5073                 if (entry->child)
5074                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5075                 if (entry->proc_handler == NULL)
5076                         kfree(entry->procname);
5077         }
5078
5079         kfree(*tablep);
5080         *tablep = NULL;
5081 }
5082
5083 static int min_load_idx = 0;
5084 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5085
5086 static void
5087 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5088                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5089                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5090                 bool load_idx)
5091 {
5092         entry->procname = procname;
5093         entry->data = data;
5094         entry->maxlen = maxlen;
5095         entry->mode = mode;
5096         entry->proc_handler = proc_handler;
5097
5098         if (load_idx) {
5099                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5100                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5101         }
5102 }
5103
5104 static struct ctl_table *
5105 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5106 {
5107         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5108
5109         if (table == NULL)
5110                 return NULL;
5111
5112         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5113                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5114         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5115                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5116         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5117                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5118         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5119                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5120         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5121                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5122         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5123                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5124         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5125                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5126         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5127                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5128         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5129                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5130         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5131                 &sd->cache_nice_tries,
5132                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5133         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5134                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5135         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5136                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5137         /* &table[12] is terminator */
5138
5139         return table;
5140 }
5141
5142 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5143 {
5144         struct ctl_table *entry, *table;
5145         struct sched_domain *sd;
5146         int domain_num = 0, i;
5147         char buf[32];
5148
5149         for_each_domain(cpu, sd)
5150                 domain_num++;
5151         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5152         if (table == NULL)
5153                 return NULL;
5154
5155         i = 0;
5156         for_each_domain(cpu, sd) {
5157                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5158                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5159                 entry->mode = 0555;
5160                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5161                 entry++;
5162                 i++;
5163         }
5164         return table;
5165 }
5166
5167 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5168 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5169 {
5170         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5171         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5172         char buf[32];
5173
5174         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5175         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5176
5177         if (entry == NULL)
5178                 return;
5179
5180         for_each_possible_cpu(i) {
5181                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5182                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5183                 entry->mode = 0555;
5184                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5185                 entry++;
5186         }
5187
5188         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5189         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5190 }
5191
5192 /* may be called multiple times per register */
5193 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5194 {
5195         if (sd_sysctl_header)
5196                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5197         sd_sysctl_header = NULL;
5198         if (sd_ctl_dir[0].child)
5199                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5200 }
5201 #else
5202 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5203 {
5204 }
5205 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5206 {
5207 }
5208 #endif
5209
5210 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5211 {
5212         if (!rq->online) {
5213                 const struct sched_class *class;
5214
5215                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5216                 rq->online = 1;
5217
5218                 for_each_class(class) {
5219                         if (class->rq_online)
5220                                 class->rq_online(rq);
5221                 }
5222         }
5223 }
5224
5225 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5226 {
5227         if (rq->online) {
5228                 const struct sched_class *class;
5229
5230                 for_each_class(class) {
5231                         if (class->rq_offline)
5232                                 class->rq_offline(rq);
5233                 }
5234
5235                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5236                 rq->online = 0;
5237         }
5238 }
5239
5240 /*
5241  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5242  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5243  */
5244 static int __cpuinit
5245 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5246 {
5247         int cpu = (long)hcpu;
5248         unsigned long flags;
5249         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5250
5251         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5252
5253         case CPU_UP_PREPARE:
5254                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5255                 break;
5256
5257         case CPU_ONLINE:
5258                 /* Update our root-domain */
5259                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5260                 if (rq->rd) {
5261                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5262
5263                         set_rq_online(rq);
5264                 }
5265                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5266                 break;
5267
5268 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5269         case CPU_DYING:
5270                 sched_ttwu_pending();
5271                 /* Update our root-domain */
5272                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5273                 if (rq->rd) {
5274                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5275                         set_rq_offline(rq);
5276                 }
5277                 migrate_tasks(cpu);
5278                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5279                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5280                 break;
5281
5282         case CPU_DEAD:
5283                 calc_load_migrate(rq);
5284                 break;
5285 #endif
5286         }
5287
5288         update_max_interval();
5289
5290         return NOTIFY_OK;
5291 }
5292
5293 /*
5294  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5295  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5296  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5297  */
5298 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5299         .notifier_call = migration_call,
5300         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5301 };
5302
5303 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5304                                       unsigned long action, void *hcpu)
5305 {
5306         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5307         case CPU_DOWN_FAILED:
5308                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5309                 return NOTIFY_OK;
5310         default:
5311                 return NOTIFY_DONE;
5312         }
5313 }
5314
5315 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5316                                         unsigned long action, void *hcpu)
5317 {
5318         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5319         case CPU_DOWN_PREPARE:
5320                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5321                 return NOTIFY_OK;
5322         default:
5323                 return NOTIFY_DONE;
5324         }
5325 }
5326
5327 static int __init migration_init(void)
5328 {
5329         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5330         int err;
5331
5332         /* Initialize migration for the boot CPU */
5333         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5334         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5335         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5336         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5337
5338         /* Register cpu active notifiers */
5339         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5340         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5341
5342         return 0;
5343 }
5344 early_initcall(migration_init);
5345 #endif
5346
5347 #ifdef CONFIG_SMP
5348
5349 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5350
5351 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5352
5353 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5354
5355 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5356 {
5357         sched_debug_enabled = 1;
5358
5359         return 0;
5360 }
5361 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5362
5363 static inline bool sched_debug(void)
5364 {
5365         return sched_debug_enabled;
5366 }
5367
5368 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5369                                   struct cpumask *groupmask)
5370 {
5371         struct sched_group *group = sd->groups;
5372         char str[256];
5373
5374         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5375         cpumask_clear(groupmask);
5376
5377         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5378
5379         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5380                 printk("does not load-balance\n");
5381                 if (sd->parent)
5382                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5383                                         " has parent");
5384                 return -1;
5385         }
5386
5387         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5388
5389         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5390                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5391                                 "CPU%d\n", cpu);
5392         }
5393         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5394                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5395                                 " CPU%d\n", cpu);
5396         }
5397
5398         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5399         do {
5400                 if (!group) {
5401                         printk("\n");
5402                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5403                         break;
5404                 }
5405
5406                 /*
5407                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5408                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5409                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5410                  */
5411                 if (!group->sgp->power_orig) {
5412                         printk(KERN_CONT "\n");
5413                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5414                                         "set\n");
5415                         break;
5416                 }
5417
5418                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5419                         printk(KERN_CONT "\n");
5420                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5421                         break;
5422                 }
5423
5424                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5425                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5426                         printk(KERN_CONT "\n");
5427                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5428                         break;
5429                 }
5430
5431                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5432
5433                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5434
5435                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5436                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5437                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5438                                 group->sgp->power);
5439                 }
5440
5441                 group = group->next;
5442         } while (group != sd->groups);
5443         printk(KERN_CONT "\n");
5444
5445         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5446                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5447
5448         if (sd->parent &&
5449             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5450                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5451                         "of domain->span\n");
5452         return 0;
5453 }
5454
5455 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5456 {
5457         int level = 0;
5458
5459         if (!sched_debug_enabled)
5460                 return;
5461
5462         if (!sd) {
5463                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5464                 return;
5465         }
5466
5467         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5468
5469         for (;;) {
5470                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5471                         break;
5472                 level++;
5473                 sd = sd->parent;
5474                 if (!sd)
5475                         break;
5476         }
5477 }
5478 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5479 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5480 static inline bool sched_debug(void)
5481 {
5482         return false;
5483 }
5484 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5485
5486 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5487 {
5488         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5489                 return 1;
5490
5491         /* Following flags need at least 2 groups */
5492         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5493                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5494                          SD_BALANCE_FORK |
5495                          SD_BALANCE_EXEC |
5496                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5497                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5498                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5499                         return 0;
5500         }
5501
5502         /* Following flags don't use groups */
5503         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5504                 return 0;
5505
5506         return 1;
5507 }
5508
5509 static int
5510 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5511 {
5512         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5513
5514         if (sd_degenerate(parent))
5515                 return 1;
5516
5517         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5518                 return 0;
5519
5520         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5521         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5522                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5523                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5524                                 SD_BALANCE_FORK |
5525                                 SD_BALANCE_EXEC |
5526                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5527                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5528                 if (nr_node_ids == 1)
5529                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5530         }
5531         if (~cflags & pflags)
5532                 return 0;
5533
5534         return 1;
5535 }
5536
5537 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5538 {
5539         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5540
5541         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5542         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5543         free_cpumask_var(rd->online);
5544         free_cpumask_var(rd->span);
5545         kfree(rd);
5546 }
5547
5548 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5549 {
5550         struct root_domain *old_rd = NULL;
5551         unsigned long flags;
5552
5553         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5554
5555         if (rq->rd) {
5556                 old_rd = rq->rd;
5557
5558                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5559                         set_rq_offline(rq);
5560
5561                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5562
5563                 /*
5564                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5565                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5566                  * in this function:
5567                  */
5568                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5569                         old_rd = NULL;
5570         }
5571
5572         atomic_inc(&rd->refcount);
5573         rq->rd = rd;
5574
5575         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5576         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5577                 set_rq_online(rq);
5578
5579         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5580
5581         if (old_rd)
5582                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5583 }
5584
5585 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5586 {
5587         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5588
5589         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5590                 goto out;
5591         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5592                 goto free_span;
5593         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5594                 goto free_online;
5595
5596         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5597                 goto free_rto_mask;
5598         return 0;
5599
5600 free_rto_mask:
5601         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5602 free_online:
5603         free_cpumask_var(rd->online);
5604 free_span:
5605         free_cpumask_var(rd->span);
5606 out:
5607         return -ENOMEM;
5608 }
5609
5610 /*
5611  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5612  * members (mimicking the global state we have today).
5613  */
5614 struct root_domain def_root_domain;
5615
5616 static void init_defrootdomain(void)
5617 {
5618         init_rootdomain(&def_root_domain);
5619
5620         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5621 }
5622
5623 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5624 {
5625         struct root_domain *rd;
5626
5627         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5628         if (!rd)
5629                 return NULL;
5630
5631         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5632                 kfree(rd);
5633                 return NULL;
5634         }
5635
5636         return rd;
5637 }
5638
5639 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5640 {
5641         struct sched_group *tmp, *first;
5642
5643         if (!sg)
5644                 return;
5645
5646         first = sg;
5647         do {
5648                 tmp = sg->next;
5649
5650                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5651                         kfree(sg->sgp);
5652
5653                 kfree(sg);
5654                 sg = tmp;
5655         } while (sg != first);
5656 }
5657
5658 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5659 {
5660         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5661
5662         /*
5663          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5664          * nuke them all.
5665          */
5666         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5667                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5668         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5669                 kfree(sd->groups->sgp);
5670                 kfree(sd->groups);
5671         }
5672         kfree(sd);
5673 }
5674
5675 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5676 {
5677         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5678 }
5679
5680 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5681 {
5682         for (; sd; sd = sd->parent)
5683                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5684 }
5685
5686 /*
5687  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5688  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5689  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5690  *
5691  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5692  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5693  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5694  */
5695 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5696 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5697
5698 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5699 {
5700         struct sched_domain *sd;
5701         int id = cpu;
5702
5703         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5704         if (sd)
5705                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5706
5707         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5708         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5709 }
5710
5711 /*
5712  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5713  * hold the hotplug lock.
5714  */
5715 static void
5716 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5717 {
5718         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5719         struct sched_domain *tmp;
5720
5721         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5722         for (tmp = sd; tmp; ) {
5723                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5724                 if (!parent)
5725                         break;
5726
5727                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5728                         tmp->parent = parent->parent;
5729                         if (parent->parent)
5730                                 parent->parent->child = tmp;
5731                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5732                 } else
5733                         tmp = tmp->parent;
5734         }
5735
5736         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5737                 tmp = sd;
5738                 sd = sd->parent;
5739                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5740                 if (sd)
5741                         sd->child = NULL;
5742         }
5743
5744         sched_domain_debug(sd, cpu);
5745
5746         rq_attach_root(rq, rd);
5747         tmp = rq->sd;
5748         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5749         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5750
5751         update_top_cache_domain(cpu);
5752 }
5753
5754 /* cpus with isolated domains */
5755 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5756
5757 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5758 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5759 {
5760         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5761         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5762         return 1;
5763 }
5764
5765 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5766
5767 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5768 {
5769         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5770 }
5771
5772 struct sd_data {
5773         struct sched_domain **__percpu sd;
5774         struct sched_group **__percpu sg;
5775         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5776 };
5777
5778 struct s_data {
5779         struct sched_domain ** __percpu sd;
5780         struct root_domain      *rd;
5781 };
5782
5783 enum s_alloc {
5784         sa_rootdomain,
5785         sa_sd,
5786         sa_sd_storage,
5787         sa_none,
5788 };
5789
5790 struct sched_domain_topology_level;
5791
5792 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5793 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5794
5795 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5796
5797 struct sched_domain_topology_level {
5798         sched_domain_init_f init;
5799         sched_domain_mask_f mask;
5800         int                 flags;
5801         int                 numa_level;
5802         struct sd_data      data;
5803 };
5804
5805 /*
5806  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5807  * domain traversal.
5808  *
5809  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5810  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5811  * range.
5812  *
5813  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5814  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5815  * cpu they're built on, so check that.
5816  *
5817  */
5818 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5819 {
5820         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5821         struct sd_data *sdd = sd->private;
5822         struct sched_domain *sibling;
5823         int i;
5824
5825         for_each_cpu(i, span) {
5826                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5827                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5828                         continue;
5829
5830                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5831         }
5832 }
5833
5834 /*
5835  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5836  * of this group that's also in the iteration mask.
5837  */
5838 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5839 {
5840         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5841 }
5842
5843 static int
5844 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5845 {
5846         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5847         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5848         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5849         struct sd_data *sdd = sd->private;
5850         struct sched_domain *child;
5851         int i;
5852
5853         cpumask_clear(covered);
5854
5855         for_each_cpu(i, span) {
5856                 struct cpumask *sg_span;
5857
5858                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5859                         continue;
5860
5861                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5862
5863                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5864                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5865                         continue;
5866
5867                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5868                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5869
5870                 if (!sg)
5871                         goto fail;
5872
5873                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5874                 if (child->child) {
5875                         child = child->child;
5876                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5877                 } else
5878                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5879
5880                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5881
5882                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5883                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5884                         build_group_mask(sd, sg);
5885
5886                 /*
5887                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5888                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5889                  * die on a /0 trap.
5890                  */
5891                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5892
5893                 /*
5894                  * Make sure the first group of this domain contains the
5895                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5896                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5897                  */
5898                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5899                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5900                         groups = sg;
5901
5902                 if (!first)
5903                         first = sg;
5904                 if (last)
5905                         last->next = sg;
5906                 last = sg;
5907                 last->next = first;
5908         }
5909         sd->groups = groups;
5910
5911         return 0;
5912
5913 fail:
5914         free_sched_groups(first, 0);
5915
5916         return -ENOMEM;
5917 }
5918
5919 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5920 {
5921         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5922         struct sched_domain *child = sd->child;
5923
5924         if (child)
5925                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5926
5927         if (sg) {
5928                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5929                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5930                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5931         }
5932
5933         return cpu;
5934 }
5935
5936 /*
5937  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5938  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5939  * and ->cpu_power to 0.
5940  *
5941  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5942  */
5943 static int
5944 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5945 {
5946         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5947         struct sd_data *sdd = sd->private;
5948         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5949         struct cpumask *covered;
5950         int i;
5951
5952         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5953         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5954
5955         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5956                 return 0;
5957
5958         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5959         covered = sched_domains_tmpmask;
5960
5961         cpumask_clear(covered);
5962
5963         for_each_cpu(i, span) {
5964                 struct sched_group *sg;
5965                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5966                 int j;
5967
5968                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5969                         continue;
5970
5971                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5972                 sg->sgp->power = 0;
5973                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5974
5975                 for_each_cpu(j, span) {
5976                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5977                                 continue;
5978
5979                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5980                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5981                 }
5982
5983                 if (!first)
5984                         first = sg;
5985                 if (last)
5986                         last->next = sg;
5987                 last = sg;
5988         }
5989         last->next = first;
5990
5991         return 0;
5992 }
5993
5994 /*
5995  * Initialize sched groups cpu_power.
5996  *
5997  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5998  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5999  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6000  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6001  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6002  * less cpu_power.
6003  */
6004 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6005 {
6006         struct sched_group *sg = sd->groups;
6007
6008         WARN_ON(!sd || !sg);
6009
6010         do {
6011                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6012                 sg = sg->next;
6013         } while (sg != sd->groups);
6014
6015         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6016                 return;
6017
6018         update_group_power(sd, cpu);
6019         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6020 }
6021
6022 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6023 {
6024        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6025 }
6026
6027 /*
6028  * Initializers for schedule domains
6029  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6030  */
6031
6032 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6033 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6034 #else
6035 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6036 #endif
6037
6038 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6039 static noinline struct sched_domain *                                   \
6040 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6041 {                                                                       \
6042         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6043         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6044         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6045         sd->private = &tl->data;                                        \
6046         return sd;                                                      \
6047 }
6048
6049 SD_INIT_FUNC(CPU)
6050 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6051  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6052 #endif
6053 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6054  SD_INIT_FUNC(MC)
6055 #endif
6056 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6057  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6058 #endif
6059
6060 static int default_relax_domain_level = -1;
6061 int sched_domain_level_max;
6062
6063 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6064 {
6065         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6066                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6067
6068         return 1;
6069 }
6070 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6071
6072 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6073                                  struct sched_domain_attr *attr)
6074 {
6075         int request;
6076
6077         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6078                 if (default_relax_domain_level < 0)
6079                         return;
6080                 else
6081                         request = default_relax_domain_level;
6082         } else
6083                 request = attr->relax_domain_level;
6084         if (request < sd->level) {
6085                 /* turn off idle balance on this domain */
6086                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6087         } else {
6088                 /* turn on idle balance on this domain */
6089                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6090         }
6091 }
6092
6093 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6094 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6095
6096 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6097                                  const struct cpumask *cpu_map)
6098 {
6099         switch (what) {
6100         case sa_rootdomain:
6101                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6102                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6103         case sa_sd:
6104                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6105         case sa_sd_storage:
6106                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6107         case sa_none:
6108                 break;
6109         }
6110 }
6111
6112 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6113                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6114 {
6115         memset(d, 0, sizeof(*d));
6116
6117         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6118                 return sa_sd_storage;
6119         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6120         if (!d->sd)
6121                 return sa_sd_storage;
6122         d->rd = alloc_rootdomain();
6123         if (!d->rd)
6124                 return sa_sd;
6125         return sa_rootdomain;
6126 }
6127
6128 /*
6129  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6130  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6131  * will not free the data we're using.
6132  */
6133 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6134 {
6135         struct sd_data *sdd = sd->private;
6136
6137         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6138         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6139
6140         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6141                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6142
6143         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6144                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6145 }
6146
6147 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6148 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6149 {
6150         return topology_thread_cpumask(cpu);
6151 }
6152 #endif
6153
6154 /*
6155  * Topology list, bottom-up.
6156  */
6157 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6158 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6159         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6160 #endif
6161 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6162         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6163 #endif
6164 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6165         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6166 #endif
6167         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6168         { NULL, },
6169 };
6170
6171 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6172
6173 #ifdef CONFIG_NUMA
6174
6175 static int sched_domains_numa_levels;
6176 static int *sched_domains_numa_distance;
6177 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6178 static int sched_domains_curr_level;
6179
6180 static inline int sd_local_flags(int level)
6181 {
6182         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6183                 return 0;
6184
6185         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6186 }
6187
6188 static struct sched_domain *
6189 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6190 {
6191         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6192         int level = tl->numa_level;
6193         int sd_weight = cpumask_weight(
6194                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6195
6196         *sd = (struct sched_domain){
6197                 .min_interval           = sd_weight,
6198                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6199                 .busy_factor            = 32,
6200                 .imbalance_pct          = 125,
6201                 .cache_nice_tries       = 2,
6202                 .busy_idx               = 3,
6203                 .idle_idx               = 2,
6204                 .newidle_idx            = 0,
6205                 .wake_idx               = 0,
6206                 .forkexec_idx           = 0,
6207
6208                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6209                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6210                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6211                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6212                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6213                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6214                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6215                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6216                                         | 1*SD_SERIALIZE
6217                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6218                                         | sd_local_flags(level)
6219                                         ,
6220                 .last_balance           = jiffies,
6221                 .balance_interval       = sd_weight,
6222         };
6223         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6224         sd->private = &tl->data;
6225
6226         /*
6227          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6228          */
6229         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6230
6231         return sd;
6232 }
6233
6234 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6235 {
6236         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6237 }
6238
6239 static void sched_numa_warn(const char *str)
6240 {
6241         static int done = false;
6242         int i,j;
6243
6244         if (done)
6245                 return;
6246
6247         done = true;
6248
6249         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6250
6251         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6252                 printk(KERN_WARNING "  ");
6253                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6254                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6255                 printk(KERN_CONT "\n");
6256         }
6257         printk(KERN_WARNING "\n");
6258 }
6259
6260 static bool find_numa_distance(int distance)
6261 {
6262         int i;
6263
6264         if (distance == node_distance(0, 0))
6265                 return true;
6266
6267         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6268                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6269                         return true;
6270         }
6271
6272         return false;
6273 }
6274
6275 static void sched_init_numa(void)
6276 {
6277         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6278         struct sched_domain_topology_level *tl;
6279         int level = 0;
6280         int i, j, k;
6281
6282         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6283         if (!sched_domains_numa_distance)
6284                 return;
6285
6286         /*
6287          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6288          * unique distances in the node_distance() table.
6289          *
6290          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6291          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6292          */
6293         next_distance = curr_distance;
6294         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6295                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6296                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6297                                 int distance = node_distance(i, k);
6298
6299                                 if (distance > curr_distance &&
6300                                     (distance < next_distance ||
6301                                      next_distance == curr_distance))
6302                                         next_distance = distance;
6303
6304                                 /*
6305                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6306                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6307                                  * equally connected to A.
6308                                  */
6309                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6310                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6311
6312                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6313                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6314                         }
6315                         if (next_distance != curr_distance) {
6316                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6317                                 sched_domains_numa_levels = level;
6318                                 curr_distance = next_distance;
6319                         } else break;
6320                 }
6321
6322                 /*
6323                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6324                  */
6325                 if (!sched_debug())
6326                         break;
6327         }
6328         /*
6329          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6330          * identity distance node_distance(i,i).
6331          *
6332          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6333          * numbers.
6334          */
6335
6336         /*
6337          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6338          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6339          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6340          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6341          * in other functions.
6342          *
6343          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6344          */
6345         sched_domains_numa_levels = 0;
6346
6347         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6348         if (!sched_domains_numa_masks)
6349                 return;
6350
6351         /*
6352          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6353          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6354          */
6355         for (i = 0; i < level; i++) {
6356                 sched_domains_numa_masks[i] =
6357                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6358                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6359                         return;
6360
6361                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6362                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6363                         if (!mask)
6364                                 return;
6365
6366                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6367
6368                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6369                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6370                                         continue;
6371
6372                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6373                         }
6374                 }
6375         }
6376
6377         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6378                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6379         if (!tl)
6380                 return;
6381
6382         /*
6383          * Copy the default topology bits..
6384          */
6385         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6386                 tl[i] = default_topology[i];
6387
6388         /*
6389          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6390          */
6391         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6392                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6393                         .init = sd_numa_init,
6394                         .mask = sd_numa_mask,
6395                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6396                         .numa_level = j,
6397                 };
6398         }
6399
6400         sched_domain_topology = tl;
6401
6402         sched_domains_numa_levels = level;
6403 }
6404
6405 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6406 {
6407         int i, j;
6408         int node = cpu_to_node(cpu);
6409
6410         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6411                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6412                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6413                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6414                 }
6415         }
6416 }
6417
6418 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6419 {
6420         int i, j;
6421         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6422                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6423                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6424         }
6425 }
6426
6427 /*
6428  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6429  * are onlined.
6430  */
6431 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6432                                            unsigned long action,
6433                                            void *hcpu)
6434 {
6435         int cpu = (long)hcpu;
6436
6437         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6438         case CPU_ONLINE:
6439                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6440                 break;
6441
6442         case CPU_DEAD:
6443                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6444                 break;
6445
6446         default:
6447                 return NOTIFY_DONE;
6448         }
6449
6450         return NOTIFY_OK;
6451 }
6452 #else
6453 static inline void sched_init_numa(void)
6454 {
6455 }
6456
6457 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6458                                            unsigned long action,
6459                                            void *hcpu)
6460 {
6461         return 0;
6462 }
6463 #endif /* CONFIG_NUMA */
6464
6465 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6466 {
6467         struct sched_domain_topology_level *tl;
6468         int j;
6469
6470         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6471                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6472
6473                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6474                 if (!sdd->sd)
6475                         return -ENOMEM;
6476
6477                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6478                 if (!sdd->sg)
6479                         return -ENOMEM;
6480
6481                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6482                 if (!sdd->sgp)
6483                         return -ENOMEM;
6484
6485                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6486                         struct sched_domain *sd;
6487                         struct sched_group *sg;
6488                         struct sched_group_power *sgp;
6489
6490                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6491                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6492                         if (!sd)
6493                                 return -ENOMEM;
6494
6495                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6496
6497                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6498                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6499                         if (!sg)
6500                                 return -ENOMEM;
6501
6502                         sg->next = sg;
6503
6504                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6505
6506                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6507                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6508                         if (!sgp)
6509                                 return -ENOMEM;
6510
6511                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6512                 }
6513         }
6514
6515         return 0;
6516 }
6517
6518 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6519 {
6520         struct sched_domain_topology_level *tl;
6521         int j;
6522
6523         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6524                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6525
6526                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6527                         struct sched_domain *sd;
6528
6529                         if (sdd->sd) {
6530                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6531                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6532                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6533                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6534                         }
6535
6536                         if (sdd->sg)
6537                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6538                         if (sdd->sgp)
6539                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6540                 }
6541                 free_percpu(sdd->sd);
6542                 sdd->sd = NULL;
6543                 free_percpu(sdd->sg);
6544                 sdd->sg = NULL;
6545                 free_percpu(sdd->sgp);
6546                 sdd->sgp = NULL;
6547         }
6548 }
6549
6550 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6551                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6552                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6553                 int cpu)
6554 {
6555         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6556         if (!sd)
6557                 return child;
6558
6559         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6560         if (child) {
6561                 sd->level = child->level + 1;
6562                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6563                 child->parent = sd;
6564         }
6565         sd->child = child;
6566         set_domain_attribute(sd, attr);
6567
6568         return sd;
6569 }
6570
6571 /*
6572  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6573  * to the individual cpus
6574  */
6575 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6576                                struct sched_domain_attr *attr)
6577 {
6578         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6579         struct sched_domain *sd;
6580         struct s_data d;
6581         int i, ret = -ENOMEM;
6582
6583         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6584         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6585                 goto error;
6586
6587         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6588         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6589                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6590
6591                 sd = NULL;
6592                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6593                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6594                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6595                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6596                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6597                                 break;
6598                 }
6599
6600                 while (sd->child)
6601                         sd = sd->child;
6602
6603                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6604         }
6605
6606         /* Build the groups for the domains */
6607         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6608                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6609                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6610                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6611                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6612                                         goto error;
6613                         } else {
6614                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6615                                         goto error;
6616                         }
6617                 }
6618         }
6619
6620         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6621         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6622                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6623                         continue;
6624
6625                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6626                         claim_allocations(i, sd);
6627                         init_sched_groups_power(i, sd);
6628                 }
6629         }
6630
6631         /* Attach the domains */
6632         rcu_read_lock();
6633         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6634                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6635                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6636         }
6637         rcu_read_unlock();
6638
6639         ret = 0;
6640 error:
6641         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6642         return ret;
6643 }
6644
6645 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6646 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6647 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6648                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6649
6650 /*
6651  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6652  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6653  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6654  */
6655 static cpumask_var_t fallback_doms;
6656
6657 /*
6658  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6659  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6660  * or 0 if it stayed the same.
6661  */
6662 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6663 {
6664         return 0;
6665 }
6666
6667 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6668 {
6669         int i;
6670         cpumask_var_t *doms;
6671
6672         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6673         if (!doms)
6674                 return NULL;
6675         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6676                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6677                         free_sched_domains(doms, i);
6678                         return NULL;
6679                 }
6680         }
6681         return doms;
6682 }
6683
6684 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6685 {
6686         unsigned int i;
6687         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6688                 free_cpumask_var(doms[i]);
6689         kfree(doms);
6690 }
6691
6692 /*
6693  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6694  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6695  * exclude other special cases in the future.
6696  */
6697 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6698 {
6699         int err;
6700
6701         arch_update_cpu_topology();
6702         ndoms_cur = 1;
6703         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6704         if (!doms_cur)
6705                 doms_cur = &fallback_doms;
6706         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6707         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6708         register_sched_domain_sysctl();
6709
6710         return err;
6711 }
6712
6713 /*
6714  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6715  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6716  */
6717 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6718 {
6719         int i;
6720
6721         rcu_read_lock();
6722         for_each_cpu(i, cpu_map)
6723                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6724         rcu_read_unlock();
6725 }
6726
6727 /* handle null as "default" */
6728 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6729                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6730 {
6731         struct sched_domain_attr tmp;
6732
6733         /* fast path */
6734         if (!new && !cur)
6735                 return 1;
6736
6737         tmp = SD_ATTR_INIT;
6738         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6739                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6740                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6741 }
6742
6743 /*
6744  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6745  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6746  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6747  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6748  *
6749  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6750  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6751  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6752  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6753  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6754  * it as it is.
6755  *
6756  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6757  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6758  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6759  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6760  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6761  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6762  *
6763  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6764  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6765  * and it will not create the default domain.
6766  *
6767  * Call with hotplug lock held
6768  */
6769 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6770                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6771 {
6772         int i, j, n;
6773         int new_topology;
6774
6775         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6776
6777         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6778         unregister_sched_domain_sysctl();
6779
6780         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6781         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6782
6783         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6784
6785         /* Destroy deleted domains */
6786         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6787                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6788                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6789                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6790                                 goto match1;
6791                 }
6792                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6793                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6794 match1:
6795                 ;
6796         }
6797
6798         if (doms_new == NULL) {
6799                 ndoms_cur = 0;
6800                 doms_new = &fallback_doms;
6801                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6802                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6803         }
6804
6805         /* Build new domains */
6806         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6807                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6808                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6809                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6810                                 goto match2;
6811                 }
6812                 /* no match - add a new doms_new */
6813                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6814 match2:
6815                 ;
6816         }
6817
6818         /* Remember the new sched domains */
6819         if (doms_cur != &fallback_doms)
6820                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6821         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6822         doms_cur = doms_new;
6823         dattr_cur = dattr_new;
6824         ndoms_cur = ndoms_new;
6825
6826         register_sched_domain_sysctl();
6827
6828         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6829 }
6830
6831 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6832
6833 /*
6834  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6835  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6836  * around partition_sched_domains().
6837  *
6838  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6839  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6840  */
6841 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6842                              void *hcpu)
6843 {
6844         switch (action) {
6845         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6846         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6847
6848                 /*
6849                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6850                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6851                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6852                  * domain, ignoring cpusets.
6853                  */
6854                 num_cpus_frozen--;
6855                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6856                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6857                         break;
6858                 }
6859
6860                 /*
6861                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6862                  * restore the original sched domains by considering the
6863                  * cpuset configurations.
6864                  */
6865
6866         case CPU_ONLINE:
6867         case CPU_DOWN_FAILED:
6868                 cpuset_update_active_cpus(true);
6869                 break;
6870         default:
6871                 return NOTIFY_DONE;
6872         }
6873         return NOTIFY_OK;
6874 }
6875
6876 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6877                                void *hcpu)
6878 {
6879         switch (action) {
6880         case CPU_DOWN_PREPARE:
6881                 cpuset_update_active_cpus(false);
6882                 break;
6883         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6884                 num_cpus_frozen++;
6885                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6886                 break;
6887         default:
6888                 return NOTIFY_DONE;
6889         }
6890         return NOTIFY_OK;
6891 }
6892
6893 void __init sched_init_smp(void)
6894 {
6895         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6896
6897         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6898         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6899
6900         sched_init_numa();
6901
6902         get_online_cpus();
6903         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6904         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6905         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6906         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6907                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6908         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6909         put_online_cpus();
6910
6911         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6912         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6913         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6914
6915         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6916         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6917
6918         init_hrtick();
6919
6920         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6921         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6922                 BUG();
6923         sched_init_granularity();
6924         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6925
6926         init_sched_rt_class();
6927 }
6928 #else
6929 void __init sched_init_smp(void)
6930 {
6931         sched_init_granularity();
6932 }
6933 #endif /* CONFIG_SMP */
6934
6935 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6936
6937 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6938 {
6939         return in_lock_functions(addr) ||
6940                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6941                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6942 }
6943
6944 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6945 /*
6946  * Default task group.
6947  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6948  */
6949 struct task_group root_task_group;
6950 LIST_HEAD(task_groups);
6951 #endif
6952
6953 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6954
6955 void __init sched_init(void)
6956 {
6957         int i, j;
6958         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6959
6960 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6961         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6962 #endif
6963 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6964         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6965 #endif
6966 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6967         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6968 #endif
6969         if (alloc_size) {
6970                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6971
6972 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6973                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6974                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6975
6976                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6977                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6978
6979 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6980 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6981                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6982                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6983
6984                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6985                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6986
6987 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6988 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6989                 for_each_possible_cpu(i) {
6990                         per_cpu(load_balance_mask, i) = (void *)ptr;
6991                         ptr += cpumask_size();
6992                 }
6993 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6994         }
6995
6996 #ifdef CONFIG_SMP
6997         init_defrootdomain();
6998 #endif
6999
7000         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7001                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7002
7003 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7004         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7005                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7006 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7007
7008 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7009         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7010         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7011         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7012         autogroup_init(&init_task);
7013
7014 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7015
7016         for_each_possible_cpu(i) {
7017                 struct rq *rq;
7018
7019                 rq = cpu_rq(i);
7020                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7021                 rq->nr_running = 0;
7022                 rq->calc_load_active = 0;
7023                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7024                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7025                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
7026 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7027                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7028                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7029                 /*
7030                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7031                  *
7032                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7033                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7034                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7035                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7036                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7037                  * (se->load.weight).
7038                  *
7039                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7040                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7041                  * then A0's share of the cpu resource is:
7042                  *
7043                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7044                  *
7045                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7046                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7047                  */
7048                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7049                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7050 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7051
7052                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7053 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7054                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
7055                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7056 #endif
7057
7058                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7059                         rq->cpu_load[j] = 0;
7060
7061                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7062
7063 #ifdef CONFIG_SMP
7064                 rq->sd = NULL;
7065                 rq->rd = NULL;
7066                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
7067                 rq->post_schedule = 0;
7068                 rq->active_balance = 0;
7069                 rq->next_balance = jiffies;
7070                 rq->push_cpu = 0;
7071                 rq->cpu = i;
7072                 rq->online = 0;
7073                 rq->idle_stamp = 0;
7074                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7075
7076                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7077
7078                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7079 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7080                 rq->nohz_flags = 0;
7081 #endif
7082 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7083                 rq->last_sched_tick = 0;
7084 #endif
7085 #endif
7086                 init_rq_hrtick(rq);
7087                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7088         }
7089
7090         set_load_weight(&init_task);
7091
7092 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7093         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7094 #endif
7095
7096 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7097         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7098 #endif
7099
7100         /*
7101          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7102          */
7103         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7104         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7105
7106         /*
7107          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7108          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7109          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7110          * when this runqueue becomes "idle".
7111          */
7112         init_idle(current, smp_processor_id());
7113
7114         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7115
7116         /*
7117          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7118          */
7119         current->sched_class = &fair_sched_class;
7120
7121 #ifdef CONFIG_SMP
7122         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7123         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7124         if (cpu_isolated_map == NULL)
7125                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7126         idle_thread_set_boot_cpu();
7127 #endif
7128         init_sched_fair_class();
7129
7130         scheduler_running = 1;
7131 }
7132
7133 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7134 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7135 {
7136         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7137
7138         return (nested == preempt_offset);
7139 }
7140
7141 static int __might_sleep_init_called;
7142 int __init __might_sleep_init(void)
7143 {
7144         __might_sleep_init_called = 1;
7145         return 0;
7146 }
7147 early_initcall(__might_sleep_init);
7148
7149 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7150 {
7151         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7152
7153         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7154         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7155             oops_in_progress)
7156                 return;
7157         if (system_state != SYSTEM_RUNNING &&
7158             (!__might_sleep_init_called || system_state != SYSTEM_BOOTING))
7159                 return;
7160         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7161                 return;
7162         prev_jiffy = jiffies;
7163
7164         printk(KERN_ERR
7165                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7166                         file, line);
7167         printk(KERN_ERR
7168                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7169                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7170                         current->pid, current->comm);
7171
7172         debug_show_held_locks(current);
7173         if (irqs_disabled())
7174                 print_irqtrace_events(current);
7175         dump_stack();
7176 }
7177 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7178 #endif
7179
7180 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7181 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7182 {
7183         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7184         int old_prio = p->prio;
7185         int on_rq;
7186
7187         on_rq = p->on_rq;
7188         if (on_rq)
7189                 dequeue_task(rq, p, 0);
7190         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7191         if (on_rq) {
7192                 enqueue_task(rq, p, 0);
7193                 resched_task(rq->curr);
7194         }
7195
7196         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7197 }
7198
7199 void normalize_rt_tasks(void)
7200 {
7201         struct task_struct *g, *p;
7202         unsigned long flags;
7203         struct rq *rq;
7204
7205         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7206         do_each_thread(g, p) {
7207                 /*
7208                  * Only normalize user tasks:
7209                  */
7210                 if (!p->mm)
7211                         continue;
7212
7213                 p->se.exec_start                = 0;
7214 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7215                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7216                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7217                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7218 #endif
7219
7220                 if (!rt_task(p)) {
7221                         /*
7222                          * Renice negative nice level userspace
7223                          * tasks back to 0:
7224                          */
7225                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7226                                 set_user_nice(p, 0);
7227                         continue;
7228                 }
7229
7230                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7231                 rq = __task_rq_lock(p);
7232
7233                 normalize_task(rq, p);
7234
7235                 __task_rq_unlock(rq);
7236                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7237         } while_each_thread(g, p);
7238
7239         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7240 }
7241
7242 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7243
7244 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7245 /*
7246  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7247  *
7248  * They can only be called when the whole system has been
7249  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7250  * activity can take place. Using them for anything else would
7251  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7252  * under any other configuration.
7253  */
7254
7255 /**
7256  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7257  * @cpu: the processor in question.
7258  *
7259  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7260  */
7261 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7262 {
7263         return cpu_curr(cpu);
7264 }
7265
7266 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7267
7268 #ifdef CONFIG_IA64
7269 /**
7270  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7271  * @cpu: the processor in question.
7272  * @p: the task pointer to set.
7273  *
7274  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7275  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7276  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7277  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7278  * and caller must save the original value of the current task (see
7279  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7280  * re-starting the system.
7281  *
7282  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7283  */
7284 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7285 {
7286         cpu_curr(cpu) = p;
7287 }
7288
7289 #endif
7290
7291 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7292 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7293 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7294
7295 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7296 {
7297         free_fair_sched_group(tg);
7298         free_rt_sched_group(tg);
7299         autogroup_free(tg);
7300         kfree(tg);
7301 }
7302
7303 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7304 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7305 {
7306         struct task_group *tg;
7307
7308         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7309         if (!tg)
7310                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7311
7312         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7313                 goto err;
7314
7315         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7316                 goto err;
7317
7318         return tg;
7319
7320 err:
7321         free_sched_group(tg);
7322         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7323 }
7324
7325 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7326 {
7327         unsigned long flags;
7328
7329         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7330         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7331
7332         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7333
7334         tg->parent = parent;
7335         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7336         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7337         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7338 }
7339
7340 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7341 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7342 {
7343         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7344         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7345 }
7346
7347 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7348 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7349 {
7350         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7351         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7352 }
7353
7354 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7355 {
7356         unsigned long flags;
7357         int i;
7358
7359         /* end participation in shares distribution */
7360         for_each_possible_cpu(i)
7361                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7362
7363         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7364         list_del_rcu(&tg->list);
7365         list_del_rcu(&tg->siblings);
7366         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7367 }
7368
7369 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7370  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7371  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7372  *      reflect its new group.
7373  */
7374 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7375 {
7376         struct task_group *tg;
7377         int on_rq, running;
7378         unsigned long flags;
7379         struct rq *rq;
7380
7381         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7382
7383         running = task_current(rq, tsk);
7384         on_rq = tsk->on_rq;
7385
7386         if (on_rq)
7387                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7388         if (unlikely(running))
7389                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7390
7391         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7392                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7393                           struct task_group, css);
7394         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7395         tsk->sched_task_group = tg;
7396
7397 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7398         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7399                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7400         else
7401 #endif
7402                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7403
7404         if (unlikely(running))
7405                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7406         if (on_rq)
7407                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7408
7409         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7410 }
7411 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7412
7413 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7414 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7415 {
7416         if (runtime == RUNTIME_INF)
7417                 return 1ULL << 20;
7418
7419         return div64_u64(runtime << 20, period);
7420 }
7421 #endif
7422
7423 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7424 /*
7425  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7426  */
7427 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7428
7429 /* Must be called with tasklist_lock held */
7430 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7431 {
7432         struct task_struct *g, *p;
7433
7434         do_each_thread(g, p) {
7435                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7436                         return 1;
7437         } while_each_thread(g, p);
7438
7439         return 0;
7440 }
7441
7442 struct rt_schedulable_data {
7443         struct task_group *tg;
7444         u64 rt_period;
7445         u64 rt_runtime;
7446 };
7447
7448 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7449 {
7450         struct rt_schedulable_data *d = data;
7451         struct task_group *child;
7452         unsigned long total, sum = 0;
7453         u64 period, runtime;
7454
7455         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7456         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7457
7458         if (tg == d->tg) {
7459                 period = d->rt_period;
7460                 runtime = d->rt_runtime;
7461         }
7462
7463         /*
7464          * Cannot have more runtime than the period.
7465          */
7466         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7467                 return -EINVAL;
7468
7469         /*
7470          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7471          */
7472         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7473                 return -EBUSY;
7474
7475         total = to_ratio(period, runtime);
7476
7477         /*
7478          * Nobody can have more than the global setting allows.
7479          */
7480         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7481                 return -EINVAL;
7482
7483         /*
7484          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7485          */
7486         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7487                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7488                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7489
7490                 if (child == d->tg) {
7491                         period = d->rt_period;
7492                         runtime = d->rt_runtime;
7493                 }
7494
7495                 sum += to_ratio(period, runtime);
7496         }
7497
7498         if (sum > total)
7499                 return -EINVAL;
7500
7501         return 0;
7502 }
7503
7504 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7505 {
7506         int ret;
7507
7508         struct rt_schedulable_data data = {
7509                 .tg = tg,
7510                 .rt_period = period,
7511                 .rt_runtime = runtime,
7512         };
7513
7514         rcu_read_lock();
7515         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7516         rcu_read_unlock();
7517
7518         return ret;
7519 }
7520
7521 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7522                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7523 {
7524         int i, err = 0;
7525
7526         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7527         read_lock(&tasklist_lock);
7528         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7529         if (err)
7530                 goto unlock;
7531
7532         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7533         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7534         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7535
7536         for_each_possible_cpu(i) {
7537                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7538
7539                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7540                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7541                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7542         }
7543         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7544 unlock:
7545         read_unlock(&tasklist_lock);
7546         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7547
7548         return err;
7549 }
7550
7551 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7552 {
7553         u64 rt_runtime, rt_period;
7554
7555         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7556         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7557         if (rt_runtime_us < 0)
7558                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7559
7560         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7561 }
7562
7563 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7564 {
7565         u64 rt_runtime_us;
7566
7567         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7568                 return -1;
7569
7570         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7571         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7572         return rt_runtime_us;
7573 }
7574
7575 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7576 {
7577         u64 rt_runtime, rt_period;
7578
7579         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7580         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7581
7582         if (rt_period == 0)
7583                 return -EINVAL;
7584
7585         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7586 }
7587
7588 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7589 {
7590         u64 rt_period_us;
7591
7592         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7593         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7594         return rt_period_us;
7595 }
7596
7597 static int sched_rt_global_constraints(void)
7598 {
7599         u64 runtime, period;
7600         int ret = 0;
7601
7602         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7603                 return -EINVAL;
7604
7605         runtime = global_rt_runtime();
7606         period = global_rt_period();
7607
7608         /*
7609          * Sanity check on the sysctl variables.
7610          */
7611         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7612                 return -EINVAL;
7613
7614         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7615         read_lock(&tasklist_lock);
7616         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7617         read_unlock(&tasklist_lock);
7618         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7619
7620         return ret;
7621 }
7622
7623 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7624 {
7625         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7626         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7627                 return 0;
7628
7629         return 1;
7630 }
7631
7632 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7633 static int sched_rt_global_constraints(void)
7634 {
7635         unsigned long flags;
7636         int i;
7637
7638         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7639                 return -EINVAL;
7640
7641         /*
7642          * There's always some RT tasks in the root group
7643          * -- migration, kstopmachine etc..
7644          */
7645         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7646                 return -EBUSY;
7647
7648         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7649         for_each_possible_cpu(i) {
7650                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7651
7652                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7653                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7654                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7655         }
7656         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7657
7658         return 0;
7659 }
7660 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7661
7662 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7663                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7664                 loff_t *ppos)
7665 {
7666         int ret;
7667         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7668
7669         mutex_lock(&mutex);
7670         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7671         /* make sure that internally we keep jiffies */
7672         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7673         if (!ret && write) {
7674                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7675                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7676         }
7677         mutex_unlock(&mutex);
7678         return ret;
7679 }
7680
7681 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7682                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7683                 loff_t *ppos)
7684 {
7685         int ret;
7686         int old_period, old_runtime;
7687         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7688
7689         mutex_lock(&mutex);
7690         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7691         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7692
7693         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7694
7695         if (!ret && write) {
7696                 ret = sched_rt_global_constraints();
7697                 if (ret) {
7698                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7699                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7700                 } else {
7701                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7702                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7703                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7704                 }
7705         }
7706         mutex_unlock(&mutex);
7707
7708         return ret;
7709 }
7710
7711 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7712
7713 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7714 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7715 {
7716         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7717                             struct task_group, css);
7718 }
7719
7720 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7721 {
7722         struct task_group *tg, *parent;
7723
7724         if (!cgrp->parent) {
7725                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7726                 return &root_task_group.css;
7727         }
7728
7729         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7730         tg = sched_create_group(parent);
7731         if (IS_ERR(tg))
7732                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7733
7734         return &tg->css;
7735 }
7736
7737 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7738 {
7739         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7740         struct task_group *parent;
7741
7742         if (!cgrp->parent)
7743                 return 0;
7744
7745         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7746         sched_online_group(tg, parent);
7747         return 0;
7748 }
7749
7750 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7751 {
7752         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7753
7754         sched_destroy_group(tg);
7755 }
7756
7757 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7758 {
7759         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7760
7761         sched_offline_group(tg);
7762 }
7763
7764 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7765                                  struct cgroup_taskset *tset)
7766 {
7767         struct task_struct *task;
7768
7769         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7770 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7771                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7772                         return -EINVAL;
7773 #else
7774                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7775                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7776                         return -EINVAL;
7777 #endif
7778         }
7779         return 0;
7780 }
7781
7782 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7783                               struct cgroup_taskset *tset)
7784 {
7785         struct task_struct *task;
7786
7787         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7788                 sched_move_task(task);
7789 }
7790
7791 static void
7792 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7793                 struct task_struct *task)
7794 {
7795         /*
7796          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7797          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7798          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7799          */
7800         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7801                 return;
7802
7803         sched_move_task(task);
7804 }
7805
7806 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7807 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7808                                 u64 shareval)
7809 {
7810         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7811 }
7812
7813 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7814 {
7815         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7816
7817         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7818 }
7819
7820 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7821 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7822
7823 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7824 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7825
7826 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7827
7828 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7829 {
7830         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7831         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7832
7833         if (tg == &root_task_group)
7834                 return -EINVAL;
7835
7836         /*
7837          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7838          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7839          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7840          */
7841         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7842                 return -EINVAL;
7843
7844         /*
7845          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7846          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7847          * feasibility.
7848          */
7849         if (period > max_cfs_quota_period)
7850                 return -EINVAL;
7851
7852         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7853         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7854         if (ret)
7855                 goto out_unlock;
7856
7857         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7858         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7859         /*
7860          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7861          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7862          */
7863         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7864                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7865         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7866         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7867         cfs_b->quota = quota;
7868
7869         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7870         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7871         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7872                 /* force a reprogram */
7873                 cfs_b->timer_active = 0;
7874                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7875         }
7876         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7877
7878         for_each_possible_cpu(i) {
7879                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7880                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7881
7882                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7883                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7884                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7885
7886                 if (cfs_rq->throttled)
7887                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7888                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7889         }
7890         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7891                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7892 out_unlock:
7893         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7894
7895         return ret;
7896 }
7897
7898 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7899 {
7900         u64 quota, period;
7901
7902         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7903         if (cfs_quota_us < 0)
7904                 quota = RUNTIME_INF;
7905         else
7906                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7907
7908         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7909 }
7910
7911 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7912 {
7913         u64 quota_us;
7914
7915         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7916                 return -1;
7917
7918         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7919         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7920
7921         return quota_us;
7922 }
7923
7924 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7925 {
7926         u64 quota, period;
7927
7928         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7929         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7930
7931         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7932 }
7933
7934 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7935 {
7936         u64 cfs_period_us;
7937
7938         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7939         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7940
7941         return cfs_period_us;
7942 }
7943
7944 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7945 {
7946         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7947 }
7948
7949 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7950                                 s64 cfs_quota_us)
7951 {
7952         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7953 }
7954
7955 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7956 {
7957         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7958 }
7959
7960 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7961                                 u64 cfs_period_us)
7962 {
7963         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7964 }
7965
7966 struct cfs_schedulable_data {
7967         struct task_group *tg;
7968         u64 period, quota;
7969 };
7970
7971 /*
7972  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7973  * note: units are usecs
7974  */
7975 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7976                                struct cfs_schedulable_data *d)
7977 {
7978         u64 quota, period;
7979
7980         if (tg == d->tg) {
7981                 period = d->period;
7982                 quota = d->quota;
7983         } else {
7984                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7985                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7986         }
7987
7988         /* note: these should typically be equivalent */
7989         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7990                 return RUNTIME_INF;
7991
7992         return to_ratio(period, quota);
7993 }
7994
7995 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7996 {
7997         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7998         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7999         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8000
8001         if (!tg->parent) {
8002                 quota = RUNTIME_INF;
8003         } else {
8004                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8005
8006                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8007                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
8008
8009                 /*
8010                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8011                  * limit is set
8012                  */
8013                 if (quota == RUNTIME_INF)
8014                         quota = parent_quota;
8015                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8016                         return -EINVAL;
8017         }
8018         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
8019
8020         return 0;
8021 }
8022
8023 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8024 {
8025         int ret;
8026         struct cfs_schedulable_data data = {
8027                 .tg = tg,
8028                 .period = period,
8029                 .quota = quota,
8030         };
8031
8032         if (quota != RUNTIME_INF) {
8033                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8034                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8035         }
8036
8037         rcu_read_lock();
8038         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8039         rcu_read_unlock();
8040
8041         return ret;
8042 }
8043
8044 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8045                 struct cgroup_map_cb *cb)
8046 {
8047         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
8048         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8049
8050         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
8051         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
8052         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
8053
8054         return 0;
8055 }
8056 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8057 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8058
8059 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8060 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8061                                 s64 val)
8062 {
8063         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
8064 }
8065
8066 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8067 {
8068         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
8069 }
8070
8071 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8072                 u64 rt_period_us)
8073 {
8074         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
8075 }
8076
8077 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8078 {
8079         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
8080 }
8081 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8082
8083 static struct cftype cpu_files[] = {
8084 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8085         {
8086                 .name = "shares",
8087                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8088                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8089         },
8090 #endif
8091 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8092         {
8093                 .name = "cfs_quota_us",
8094                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8095                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8096         },
8097         {
8098                 .name = "cfs_period_us",
8099                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8100                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8101         },
8102         {
8103                 .name = "stat",
8104                 .read_map = cpu_stats_show,
8105         },
8106 #endif
8107 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8108         {
8109                 .name = "rt_runtime_us",
8110                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8111                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8112         },
8113         {
8114                 .name = "rt_period_us",
8115                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8116                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8117         },
8118 #endif
8119         { }     /* terminate */
8120 };
8121
8122 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8123         .name           = "cpu",
8124         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8125         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8126         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8127         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8128         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8129         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8130         .allow_attach   = subsys_cgroup_allow_attach,
8131         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8132         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8133         .base_cftypes   = cpu_files,
8134         .early_init     = 1,
8135 };
8136
8137 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8138
8139 void dump_cpu_task(int cpu)
8140 {
8141         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8142         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8143 }