Linux-libre 3.10.80-gnu
[librecmc/linux-libre.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                 return;
1412
1413         /*
1414          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1415          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1416          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1417          * we do call them.
1418          *
1419          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1420          * properly.
1421          *
1422          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1423          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1424          * somewhat pessimize the simple resched case.
1425          */
1426         irq_enter();
1427         tick_nohz_full_check();
1428         sched_ttwu_pending();
1429
1430         /*
1431          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1432          */
1433         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1434                 this_rq()->idle_balance = 1;
1435                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1436         }
1437         irq_exit();
1438 }
1439
1440 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1441 {
1442         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1443                 smp_send_reschedule(cpu);
1444 }
1445
1446 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1447 {
1448         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1449 }
1450 #endif /* CONFIG_SMP */
1451
1452 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1453 {
1454         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1455
1456 #if defined(CONFIG_SMP)
1457         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1458                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1459                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1460                 return;
1461         }
1462 #endif
1463
1464         raw_spin_lock(&rq->lock);
1465         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1466         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1467 }
1468
1469 /**
1470  * try_to_wake_up - wake up a thread
1471  * @p: the thread to be awakened
1472  * @state: the mask of task states that can be woken
1473  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1474  *
1475  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1476  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1477  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1478  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1479  * runnable without the overhead of this.
1480  *
1481  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1482  * or @state didn't match @p's state.
1483  */
1484 static int
1485 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1486 {
1487         unsigned long flags;
1488         int cpu, success = 0;
1489
1490         /*
1491          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1492          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1493          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1494          * set_current_state() the waiting thread does.
1495          */
1496         smp_mb__before_spinlock();
1497         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1498         if (!(p->state & state))
1499                 goto out;
1500
1501         success = 1; /* we're going to change ->state */
1502         cpu = task_cpu(p);
1503
1504         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1505                 goto stat;
1506
1507 #ifdef CONFIG_SMP
1508         /*
1509          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1510          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1511          */
1512         while (p->on_cpu)
1513                 cpu_relax();
1514         /*
1515          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1516          */
1517         smp_rmb();
1518
1519         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1520         p->state = TASK_WAKING;
1521
1522         if (p->sched_class->task_waking)
1523                 p->sched_class->task_waking(p);
1524
1525         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1526         if (task_cpu(p) != cpu) {
1527                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1528                 set_task_cpu(p, cpu);
1529         }
1530 #endif /* CONFIG_SMP */
1531
1532         ttwu_queue(p, cpu);
1533 stat:
1534         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1535 out:
1536         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1537
1538         return success;
1539 }
1540
1541 /**
1542  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1543  * @p: the thread to be awakened
1544  *
1545  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1546  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1547  * the current task.
1548  */
1549 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1550 {
1551         struct rq *rq = task_rq(p);
1552
1553         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1554             WARN_ON_ONCE(p == current))
1555                 return;
1556
1557         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1558
1559         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1560                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1561                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1562                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1563         }
1564
1565         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1566                 goto out;
1567
1568         if (!p->on_rq)
1569                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1570
1571         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1572         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1573 out:
1574         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1575 }
1576
1577 /**
1578  * wake_up_process - Wake up a specific process
1579  * @p: The process to be woken up.
1580  *
1581  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1582  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1583  * running.
1584  *
1585  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1586  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1587  */
1588 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1589 {
1590         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1591         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1594
1595 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1596 {
1597         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1602  * p is forked by current.
1603  *
1604  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1605  */
1606 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1607 {
1608         p->on_rq                        = 0;
1609
1610         p->se.on_rq                     = 0;
1611         p->se.exec_start                = 0;
1612         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1613         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1614         p->se.nr_migrations             = 0;
1615         p->se.vruntime                  = 0;
1616         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1617
1618 /*
1619  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1620  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1621  * load-balance).
1622  */
1623 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1624         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1625         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1626 #endif
1627 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1628         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1629 #endif
1630
1631         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1632
1633 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1634         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1635 #endif
1636
1637 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1638         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1639                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1640                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1641                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1642         }
1643
1644         p->node_stamp = 0ULL;
1645         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1646         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1647         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1648         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1649 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1650 }
1651
1652 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1653 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1654 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1655 {
1656         if (enabled)
1657                 sched_feat_set("NUMA");
1658         else
1659                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1660 }
1661 #else
1662 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1663
1664 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1665 {
1666         numabalancing_enabled = enabled;
1667 }
1668 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1670
1671 /*
1672  * fork()/clone()-time setup:
1673  */
1674 void sched_fork(struct task_struct *p)
1675 {
1676         unsigned long flags;
1677         int cpu = get_cpu();
1678
1679         __sched_fork(p);
1680         /*
1681          * We mark the process as running here. This guarantees that
1682          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1683          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1684          */
1685         p->state = TASK_RUNNING;
1686
1687         /*
1688          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1689          */
1690         p->prio = current->normal_prio;
1691
1692         /*
1693          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1694          */
1695         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1696                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1697                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1698                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1699                         p->rt_priority = 0;
1700                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1701                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1702
1703                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1704                 set_load_weight(p);
1705
1706                 /*
1707                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1708                  * fulfilled its duty:
1709                  */
1710                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1711         }
1712
1713         if (!rt_prio(p->prio))
1714                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1715
1716         if (p->sched_class->task_fork)
1717                 p->sched_class->task_fork(p);
1718
1719         /*
1720          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1721          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1722          * is ran before sched_fork().
1723          *
1724          * Silence PROVE_RCU.
1725          */
1726         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1727         set_task_cpu(p, cpu);
1728         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1729
1730 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1731         if (likely(sched_info_on()))
1732                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1733 #endif
1734 #if defined(CONFIG_SMP)
1735         p->on_cpu = 0;
1736 #endif
1737 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1738         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1739         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1740 #endif
1741 #ifdef CONFIG_SMP
1742         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1743 #endif
1744
1745         put_cpu();
1746 }
1747
1748 /*
1749  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1750  *
1751  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1752  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1753  * on the runqueue and wakes it.
1754  */
1755 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1756 {
1757         unsigned long flags;
1758         struct rq *rq;
1759
1760         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1761 #ifdef CONFIG_SMP
1762         /*
1763          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1764          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1765          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1766          */
1767         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1768 #endif
1769
1770         rq = __task_rq_lock(p);
1771         activate_task(rq, p, 0);
1772         p->on_rq = 1;
1773         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1774         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1775 #ifdef CONFIG_SMP
1776         if (p->sched_class->task_woken)
1777                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1778 #endif
1779         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1780 }
1781
1782 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1783
1784 /**
1785  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1786  * @notifier: notifier struct to register
1787  */
1788 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1789 {
1790         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1793
1794 /**
1795  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1796  * @notifier: notifier struct to unregister
1797  *
1798  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1799  */
1800 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1801 {
1802         hlist_del(&notifier->link);
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1805
1806 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1807 {
1808         struct preempt_notifier *notifier;
1809
1810         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1811                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1812 }
1813
1814 static void
1815 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1816                                  struct task_struct *next)
1817 {
1818         struct preempt_notifier *notifier;
1819
1820         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1821                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1822 }
1823
1824 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1825
1826 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1827 {
1828 }
1829
1830 static void
1831 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1832                                  struct task_struct *next)
1833 {
1834 }
1835
1836 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1837
1838 /**
1839  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1840  * @rq: the runqueue preparing to switch
1841  * @prev: the current task that is being switched out
1842  * @next: the task we are going to switch to.
1843  *
1844  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1845  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1846  * switch.
1847  *
1848  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1849  * hooks.
1850  */
1851 static inline void
1852 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1853                     struct task_struct *next)
1854 {
1855         trace_sched_switch(prev, next);
1856         sched_info_switch(prev, next);
1857         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1858         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1859         prepare_lock_switch(rq, next);
1860         prepare_arch_switch(next);
1861 }
1862
1863 /**
1864  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1865  * @rq: runqueue associated with task-switch
1866  * @prev: the thread we just switched away from.
1867  *
1868  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1869  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1870  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1871  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1872  *
1873  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1874  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1875  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1876  * details.)
1877  */
1878 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1879         __releases(rq->lock)
1880 {
1881         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1882         long prev_state;
1883
1884         rq->prev_mm = NULL;
1885
1886         /*
1887          * A task struct has one reference for the use as "current".
1888          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1889          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1890          * the scheduled task must drop that reference.
1891          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1892          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1893          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1894          * be dropped twice.
1895          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1896          */
1897         prev_state = prev->state;
1898         vtime_task_switch(prev);
1899         finish_arch_switch(prev);
1900         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1901         finish_lock_switch(rq, prev);
1902         finish_arch_post_lock_switch();
1903
1904         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1905         if (mm)
1906                 mmdrop(mm);
1907         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1908                 /*
1909                  * Remove function-return probe instances associated with this
1910                  * task and put them back on the free list.
1911                  */
1912                 kprobe_flush_task(prev);
1913                 put_task_struct(prev);
1914         }
1915
1916         tick_nohz_task_switch(current);
1917 }
1918
1919 #ifdef CONFIG_SMP
1920
1921 /* assumes rq->lock is held */
1922 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1923 {
1924         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1925                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1926 }
1927
1928 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1929 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1930 {
1931         if (rq->post_schedule) {
1932                 unsigned long flags;
1933
1934                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1935                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1936                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1937                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1938
1939                 rq->post_schedule = 0;
1940         }
1941 }
1942
1943 #else
1944
1945 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1946 {
1947 }
1948
1949 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1950 {
1951 }
1952
1953 #endif
1954
1955 /**
1956  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1957  * @prev: the thread we just switched away from.
1958  */
1959 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1960         __releases(rq->lock)
1961 {
1962         struct rq *rq = this_rq();
1963
1964         finish_task_switch(rq, prev);
1965
1966         /*
1967          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1968          * task_switch?
1969          */
1970         post_schedule(rq);
1971
1972 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1973         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1974         preempt_enable();
1975 #endif
1976         if (current->set_child_tid)
1977                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * context_switch - switch to the new MM and the new
1982  * thread's register state.
1983  */
1984 static inline void
1985 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1986                struct task_struct *next)
1987 {
1988         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1989
1990         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1991
1992         mm = next->mm;
1993         oldmm = prev->active_mm;
1994         /*
1995          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1996          * combine the page table reload and the switch backend into
1997          * one hypercall.
1998          */
1999         arch_start_context_switch(prev);
2000
2001         if (!mm) {
2002                 next->active_mm = oldmm;
2003                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2004                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2005         } else
2006                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2007
2008         if (!prev->mm) {
2009                 prev->active_mm = NULL;
2010                 rq->prev_mm = oldmm;
2011         }
2012         /*
2013          * Since the runqueue lock will be released by the next
2014          * task (which is an invalid locking op but in the case
2015          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2016          * do an early lockdep release here:
2017          */
2018 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2019         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2020 #endif
2021
2022         context_tracking_task_switch(prev, next);
2023         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2024         switch_to(prev, next, prev);
2025
2026         barrier();
2027         /*
2028          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2029          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2030          * frame will be invalid.
2031          */
2032         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * nr_running and nr_context_switches:
2037  *
2038  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2039  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2040  */
2041 unsigned long nr_running(void)
2042 {
2043         unsigned long i, sum = 0;
2044
2045         for_each_online_cpu(i)
2046                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2047
2048         return sum;
2049 }
2050
2051 unsigned long long nr_context_switches(void)
2052 {
2053         int i;
2054         unsigned long long sum = 0;
2055
2056         for_each_possible_cpu(i)
2057                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2058
2059         return sum;
2060 }
2061
2062 unsigned long nr_iowait(void)
2063 {
2064         unsigned long i, sum = 0;
2065
2066         for_each_possible_cpu(i)
2067                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2068
2069         return sum;
2070 }
2071
2072 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2073 {
2074         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2075         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2076 }
2077
2078 unsigned long this_cpu_load(void)
2079 {
2080         struct rq *this = this_rq();
2081         return this->cpu_load[0];
2082 }
2083
2084
2085 /*
2086  * Global load-average calculations
2087  *
2088  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2089  * in order to minimize overhead.
2090  *
2091  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2092  * nr_uninterruptible.
2093  *
2094  * Once every LOAD_FREQ:
2095  *
2096  *   nr_active = 0;
2097  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2098  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2099  *
2100  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2101  *
2102  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2103  *
2104  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2105  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2106  *    to calculating nr_active.
2107  *
2108  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2109  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2110  *
2111  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2112  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2113  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2114  *
2115  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2116  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2117  *    cpu to have completed this task.
2118  *
2119  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2120  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2121  *
2122  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2123  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2124  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2125  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2126  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2127  *    all cpus yields the correct result.
2128  *
2129  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2130  */
2131
2132 /* Variables and functions for calc_load */
2133 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2134 static unsigned long calc_load_update;
2135 unsigned long avenrun[3];
2136 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2137
2138 /**
2139  * get_avenrun - get the load average array
2140  * @loads:      pointer to dest load array
2141  * @offset:     offset to add
2142  * @shift:      shift count to shift the result left
2143  *
2144  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2145  */
2146 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2147 {
2148         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2149         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2150         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2151 }
2152
2153 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2154 {
2155         long nr_active, delta = 0;
2156
2157         nr_active = this_rq->nr_running;
2158         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2159
2160         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2161                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2162                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2163         }
2164
2165         return delta;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2170  */
2171 static unsigned long
2172 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2173 {
2174         load *= exp;
2175         load += active * (FIXED_1 - exp);
2176         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2177         return load >> FSHIFT;
2178 }
2179
2180 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2181 /*
2182  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2183  *
2184  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2185  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2186  * NO_HZ.
2187  *
2188  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2189  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2190  * when we read the global state.
2191  *
2192  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2193  *
2194  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2195  *    contribution, causing under-accounting.
2196  *
2197  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2198  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2199  *
2200  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2201  *
2202  *        0s            5s            10s           15s
2203  *          +10           +10           +10           +10
2204  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2205  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2206  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2207  *
2208  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2209  *    accumlating the new one.
2210  *
2211  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2212  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2213  *    busy state.
2214  *
2215  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2216  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2217  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2218  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2219  *    LOAD_FREQ intervals.
2220  *
2221  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2222  */
2223 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2224 static int calc_load_idx;
2225
2226 static inline int calc_load_write_idx(void)
2227 {
2228         int idx = calc_load_idx;
2229
2230         /*
2231          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2232          * need to observe the new update time.
2233          */
2234         smp_rmb();
2235
2236         /*
2237          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2238          * next idle-delta.
2239          */
2240         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2241                 idx++;
2242
2243         return idx & 1;
2244 }
2245
2246 static inline int calc_load_read_idx(void)
2247 {
2248         return calc_load_idx & 1;
2249 }
2250
2251 void calc_load_enter_idle(void)
2252 {
2253         struct rq *this_rq = this_rq();
2254         long delta;
2255
2256         /*
2257          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2258          * into the pending idle delta.
2259          */
2260         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2261         if (delta) {
2262                 int idx = calc_load_write_idx();
2263                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2264         }
2265 }
2266
2267 void calc_load_exit_idle(void)
2268 {
2269         struct rq *this_rq = this_rq();
2270
2271         /*
2272          * If we're still before the sample window, we're done.
2273          */
2274         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2275                 return;
2276
2277         /*
2278          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2279          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2280          * sync up for the next window.
2281          */
2282         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2283         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2284                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2285 }
2286
2287 static long calc_load_fold_idle(void)
2288 {
2289         int idx = calc_load_read_idx();
2290         long delta = 0;
2291
2292         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2293                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2294
2295         return delta;
2296 }
2297
2298 /**
2299  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2300  *
2301  * @x:         base of the power
2302  * @frac_bits: fractional bits of @x
2303  * @n:         power to raise @x to.
2304  *
2305  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2306  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2307  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2308  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2309  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2310  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2311  * vector.
2312  */
2313 static unsigned long
2314 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2315 {
2316         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2317
2318         if (n) for (;;) {
2319                 if (n & 1) {
2320                         result *= x;
2321                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2322                         result >>= frac_bits;
2323                 }
2324                 n >>= 1;
2325                 if (!n)
2326                         break;
2327                 x *= x;
2328                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2329                 x >>= frac_bits;
2330         }
2331
2332         return result;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2337  *
2338  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2339  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2340  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2341  *
2342  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2343  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2344  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2345  *
2346  *  ...
2347  *
2348  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2349  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2350  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2351  *
2352  * [1] application of the geometric series:
2353  *
2354  *              n         1 - x^(n+1)
2355  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2356  *             i=0          1 - x
2357  */
2358 static unsigned long
2359 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2360             unsigned long active, unsigned int n)
2361 {
2362
2363         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2368  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2369  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2370  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2371  *
2372  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2373  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2374  */
2375 static void calc_global_nohz(void)
2376 {
2377         long delta, active, n;
2378
2379         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2380                 /*
2381                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2382                  */
2383                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2384                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2385
2386                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2387                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2388
2389                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2390                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2391                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2392
2393                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2394         }
2395
2396         /*
2397          * Flip the idle index...
2398          *
2399          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2400          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2401          * index, this avoids a double flip messing things up.
2402          */
2403         smp_wmb();
2404         calc_load_idx++;
2405 }
2406 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2407
2408 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2409 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2410
2411 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2412
2413 /*
2414  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2415  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2416  */
2417 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2418 {
2419         long active, delta;
2420
2421         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2422                 return;
2423
2424         /*
2425          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2426          */
2427         delta = calc_load_fold_idle();
2428         if (delta)
2429                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2430
2431         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2432         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2433
2434         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2435         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2436         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2437
2438         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2439
2440         /*
2441          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2442          */
2443         calc_global_nohz();
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2448  * active count.
2449  */
2450 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2451 {
2452         long delta;
2453
2454         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2455                 return;
2456
2457         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2458         if (delta)
2459                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2460
2461         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * End of global load-average stuff
2466  */
2467
2468 /*
2469  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2470  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2471  *
2472  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2473  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2474  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2475  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2476  *
2477  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2478  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2479  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2480  *
2481  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2482  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2483  * particular idx is approximated to be zero.
2484  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2485  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2486  * based on 128 point scale.
2487  * Example:
2488  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2489  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2490  *
2491  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2492  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2493  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2494  */
2495 #define DEGRADE_SHIFT           7
2496 static const unsigned char
2497                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2498 static const unsigned char
2499                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2500                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2501                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2502                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2503                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2504                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2505
2506 /*
2507  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2508  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2509  * adding any new load.
2510  */
2511 static unsigned long
2512 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2513 {
2514         int j = 0;
2515
2516         if (!missed_updates)
2517                 return load;
2518
2519         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2520                 return 0;
2521
2522         if (idx == 1)
2523                 return load >> missed_updates;
2524
2525         while (missed_updates) {
2526                 if (missed_updates % 2)
2527                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2528
2529                 missed_updates >>= 1;
2530                 j++;
2531         }
2532         return load;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2537  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2538  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2539  */
2540 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2541                               unsigned long pending_updates)
2542 {
2543         int i, scale;
2544
2545         this_rq->nr_load_updates++;
2546
2547         /* Update our load: */
2548         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2549         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2550                 unsigned long old_load, new_load;
2551
2552                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2553
2554                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2555                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2556                 new_load = this_load;
2557                 /*
2558                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2559                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2560                  * example.
2561                  */
2562                 if (new_load > old_load)
2563                         new_load += scale - 1;
2564
2565                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2566         }
2567
2568         sched_avg_update(this_rq);
2569 }
2570
2571 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2572 /*
2573  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2574  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2575  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2576  *
2577  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2578  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2579  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2580  * (tick_nohz_idle_exit).
2581  *
2582  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2583  */
2584
2585 /*
2586  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2587  * idle balance.
2588  */
2589 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2590 {
2591         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2592         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2593         unsigned long pending_updates;
2594
2595         /*
2596          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2597          */
2598         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2599                 return;
2600
2601         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2602         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2603
2604         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2609  */
2610 void update_cpu_load_nohz(void)
2611 {
2612         struct rq *this_rq = this_rq();
2613         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2614         unsigned long pending_updates;
2615
2616         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2617                 return;
2618
2619         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2620         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2621         if (pending_updates) {
2622                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2623                 /*
2624                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2625                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2626                  */
2627                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2628         }
2629         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2630 }
2631 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2632
2633 /*
2634  * Called from scheduler_tick()
2635  */
2636 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2637 {
2638         /*
2639          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2640          */
2641         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2642         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2643
2644         calc_load_account_active(this_rq);
2645 }
2646
2647 #ifdef CONFIG_SMP
2648
2649 /*
2650  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2651  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2652  */
2653 void sched_exec(void)
2654 {
2655         struct task_struct *p = current;
2656         unsigned long flags;
2657         int dest_cpu;
2658
2659         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2660         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2661         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2662                 goto unlock;
2663
2664         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2665                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2666
2667                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2668                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2669                 return;
2670         }
2671 unlock:
2672         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2673 }
2674
2675 #endif
2676
2677 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2678 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2679
2680 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2681 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2682
2683 /*
2684  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2685  * @p in case that task is currently running.
2686  *
2687  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2688  */
2689 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2690 {
2691         u64 ns = 0;
2692
2693         if (task_current(rq, p)) {
2694                 update_rq_clock(rq);
2695                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2696                 if ((s64)ns < 0)
2697                         ns = 0;
2698         }
2699
2700         return ns;
2701 }
2702
2703 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2704 {
2705         unsigned long flags;
2706         struct rq *rq;
2707         u64 ns = 0;
2708
2709         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2710         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2711         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2712
2713         return ns;
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Return accounted runtime for the task.
2718  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2719  * pending runtime that have not been accounted yet.
2720  */
2721 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2722 {
2723         unsigned long flags;
2724         struct rq *rq;
2725         u64 ns = 0;
2726
2727         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2728         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2729         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2730
2731         return ns;
2732 }
2733
2734 /*
2735  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2736  * We call it with interrupts disabled.
2737  */
2738 void scheduler_tick(void)
2739 {
2740         int cpu = smp_processor_id();
2741         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2742         struct task_struct *curr = rq->curr;
2743
2744         sched_clock_tick();
2745
2746         raw_spin_lock(&rq->lock);
2747         update_rq_clock(rq);
2748         update_cpu_load_active(rq);
2749         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2750         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2751
2752         perf_event_task_tick();
2753
2754 #ifdef CONFIG_SMP
2755         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2756         trigger_load_balance(rq, cpu);
2757 #endif
2758         rq_last_tick_reset(rq);
2759 }
2760
2761 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2762 /**
2763  * scheduler_tick_max_deferment
2764  *
2765  * Keep at least one tick per second when a single
2766  * active task is running because the scheduler doesn't
2767  * yet completely support full dynticks environment.
2768  *
2769  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2770  * balancing, etc... continue to move forward, even
2771  * with a very low granularity.
2772  */
2773 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2774 {
2775         struct rq *rq = this_rq();
2776         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2777
2778         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2779
2780         if (time_before_eq(next, now))
2781                 return 0;
2782
2783         return jiffies_to_usecs(next - now) * NSEC_PER_USEC;
2784 }
2785 #endif
2786
2787 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2788 {
2789         if (in_lock_functions(addr)) {
2790                 addr = CALLER_ADDR2;
2791                 if (in_lock_functions(addr))
2792                         addr = CALLER_ADDR3;
2793         }
2794         return addr;
2795 }
2796
2797 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2798                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2799
2800 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2801 {
2802 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2803         /*
2804          * Underflow?
2805          */
2806         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2807                 return;
2808 #endif
2809         preempt_count() += val;
2810 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2811         /*
2812          * Spinlock count overflowing soon?
2813          */
2814         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2815                                 PREEMPT_MASK - 10);
2816 #endif
2817         if (preempt_count() == val)
2818                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2819 }
2820 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2821
2822 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2823 {
2824 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2825         /*
2826          * Underflow?
2827          */
2828         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2829                 return;
2830         /*
2831          * Is the spinlock portion underflowing?
2832          */
2833         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2834                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2835                 return;
2836 #endif
2837
2838         if (preempt_count() == val)
2839                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2840         preempt_count() -= val;
2841 }
2842 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2843
2844 #endif
2845
2846 /*
2847  * Print scheduling while atomic bug:
2848  */
2849 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2850 {
2851         if (oops_in_progress)
2852                 return;
2853
2854         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2855                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2856
2857         debug_show_held_locks(prev);
2858         print_modules();
2859         if (irqs_disabled())
2860                 print_irqtrace_events(prev);
2861         dump_stack();
2862         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2867  */
2868 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2869 {
2870         /*
2871          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2872          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2873          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2874          */
2875         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2876                 __schedule_bug(prev);
2877         rcu_sleep_check();
2878
2879         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2880
2881         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2882 }
2883
2884 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2885 {
2886         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2887                 update_rq_clock(rq);
2888         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Pick up the highest-prio task:
2893  */
2894 static inline struct task_struct *
2895 pick_next_task(struct rq *rq)
2896 {
2897         const struct sched_class *class;
2898         struct task_struct *p;
2899
2900         /*
2901          * Optimization: we know that if all tasks are in
2902          * the fair class we can call that function directly:
2903          */
2904         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2905                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2906                 if (likely(p))
2907                         return p;
2908         }
2909
2910         for_each_class(class) {
2911                 p = class->pick_next_task(rq);
2912                 if (p)
2913                         return p;
2914         }
2915
2916         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2917 }
2918
2919 /*
2920  * __schedule() is the main scheduler function.
2921  *
2922  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2923  *
2924  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2925  *
2926  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2927  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2928  *
2929  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2930  *      interrupt handler scheduler_tick().
2931  *
2932  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2933  *      task to the run-queue and that's it.
2934  *
2935  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2936  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2937  *      called on the nearest possible occasion:
2938  *
2939  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2940  *
2941  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2942  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2943  *           spin_unlock()!)
2944  *
2945  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2946  *           preemptible context
2947  *
2948  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2949  *         then at the next:
2950  *
2951  *          - cond_resched() call
2952  *          - explicit schedule() call
2953  *          - return from syscall or exception to user-space
2954  *          - return from interrupt-handler to user-space
2955  */
2956 static void __sched __schedule(void)
2957 {
2958         struct task_struct *prev, *next;
2959         unsigned long *switch_count;
2960         struct rq *rq;
2961         int cpu;
2962
2963 need_resched:
2964         preempt_disable();
2965         cpu = smp_processor_id();
2966         rq = cpu_rq(cpu);
2967         rcu_note_context_switch(cpu);
2968         prev = rq->curr;
2969
2970         schedule_debug(prev);
2971
2972         if (sched_feat(HRTICK))
2973                 hrtick_clear(rq);
2974
2975         /*
2976          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
2977          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
2978          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
2979          */
2980         smp_mb__before_spinlock();
2981         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2982
2983         switch_count = &prev->nivcsw;
2984         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2985                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2986                         prev->state = TASK_RUNNING;
2987                 } else {
2988                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2989                         prev->on_rq = 0;
2990
2991                         /*
2992                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2993                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2994                          * concurrency.
2995                          */
2996                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2997                                 struct task_struct *to_wakeup;
2998
2999                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3000                                 if (to_wakeup)
3001                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3002                         }
3003                 }
3004                 switch_count = &prev->nvcsw;
3005         }
3006
3007         pre_schedule(rq, prev);
3008
3009         if (unlikely(!rq->nr_running))
3010                 idle_balance(cpu, rq);
3011
3012         put_prev_task(rq, prev);
3013         next = pick_next_task(rq);
3014         clear_tsk_need_resched(prev);
3015         rq->skip_clock_update = 0;
3016
3017         if (likely(prev != next)) {
3018                 rq->nr_switches++;
3019                 rq->curr = next;
3020                 ++*switch_count;
3021
3022                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3023                 /*
3024                  * The context switch have flipped the stack from under us
3025                  * and restored the local variables which were saved when
3026                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3027                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3028                  */
3029                 cpu = smp_processor_id();
3030                 rq = cpu_rq(cpu);
3031         } else
3032                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3033
3034         post_schedule(rq);
3035
3036         sched_preempt_enable_no_resched();
3037         if (need_resched())
3038                 goto need_resched;
3039 }
3040
3041 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3042 {
3043         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3044                 return;
3045         /*
3046          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3047          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3048          */
3049         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3050                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3051 }
3052
3053 asmlinkage void __sched schedule(void)
3054 {
3055         struct task_struct *tsk = current;
3056
3057         sched_submit_work(tsk);
3058         __schedule();
3059 }
3060 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3061
3062 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3063 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
3064 {
3065         /*
3066          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3067          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3068          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3069          * we find a better solution.
3070          */
3071         user_exit();
3072         schedule();
3073         user_enter();
3074 }
3075 #endif
3076
3077 /**
3078  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3079  *
3080  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3081  */
3082 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3083 {
3084         sched_preempt_enable_no_resched();
3085         schedule();
3086         preempt_disable();
3087 }
3088
3089 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3090 /*
3091  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3092  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3093  * occur there and call schedule directly.
3094  */
3095 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3096 {
3097         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3098
3099         /*
3100          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3101          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3102          */
3103         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3104                 return;
3105
3106         do {
3107                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3108                 __schedule();
3109                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3110
3111                 /*
3112                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3113                  * between schedule and now.
3114                  */
3115                 barrier();
3116         } while (need_resched());
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3119
3120 /*
3121  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3122  * off of irq context.
3123  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3124  * protect us against recursive calling from irq.
3125  */
3126 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3127 {
3128         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3129         enum ctx_state prev_state;
3130
3131         /* Catch callers which need to be fixed */
3132         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3133
3134         prev_state = exception_enter();
3135
3136         do {
3137                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3138                 local_irq_enable();
3139                 __schedule();
3140                 local_irq_disable();
3141                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3142
3143                 /*
3144                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3145                  * between schedule and now.
3146                  */
3147                 barrier();
3148         } while (need_resched());
3149
3150         exception_exit(prev_state);
3151 }
3152
3153 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3154
3155 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3156                           void *key)
3157 {
3158         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3159 }
3160 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3161
3162 /*
3163  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3164  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3165  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3166  *
3167  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3168  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3169  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3170  */
3171 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3172                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3173 {
3174         wait_queue_t *curr, *next;
3175
3176         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3177                 unsigned flags = curr->flags;
3178
3179                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3180                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3181                         break;
3182         }
3183 }
3184
3185 /**
3186  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3187  * @q: the waitqueue
3188  * @mode: which threads
3189  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3190  * @key: is directly passed to the wakeup function
3191  *
3192  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3193  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3194  */
3195 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3196                         int nr_exclusive, void *key)
3197 {
3198         unsigned long flags;
3199
3200         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3201         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3202         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3203 }
3204 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3205
3206 /*
3207  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3208  */
3209 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3210 {
3211         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3212 }
3213 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3214
3215 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3216 {
3217         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3220
3221 /**
3222  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3223  * @q: the waitqueue
3224  * @mode: which threads
3225  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3226  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3227  *
3228  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3229  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3230  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3231  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3232  *
3233  * On UP it can prevent extra preemption.
3234  *
3235  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3236  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3237  */
3238 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3239                         int nr_exclusive, void *key)
3240 {
3241         unsigned long flags;
3242         int wake_flags = WF_SYNC;
3243
3244         if (unlikely(!q))
3245                 return;
3246
3247         if (unlikely(!nr_exclusive))
3248                 wake_flags = 0;
3249
3250         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3251         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3252         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3255
3256 /*
3257  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3258  */
3259 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3260 {
3261         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3262 }
3263 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3264
3265 /**
3266  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3267  * @x:  holds the state of this particular completion
3268  *
3269  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3270  * awakened in the same order in which they were queued.
3271  *
3272  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3273  *
3274  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3275  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3276  */
3277 void complete(struct completion *x)
3278 {
3279         unsigned long flags;
3280
3281         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3282         x->done++;
3283         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3284         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(complete);
3287
3288 /**
3289  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3290  * @x:  holds the state of this particular completion
3291  *
3292  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3293  *
3294  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3295  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3296  */
3297 void complete_all(struct completion *x)
3298 {
3299         unsigned long flags;
3300
3301         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3302         x->done += UINT_MAX/2;
3303         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3304         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3305 }
3306 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3307
3308 static inline long __sched
3309 do_wait_for_common(struct completion *x,
3310                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3311 {
3312         if (!x->done) {
3313                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3314
3315                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3316                 do {
3317                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3318                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3319                                 break;
3320                         }
3321                         __set_current_state(state);
3322                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3323                         timeout = action(timeout);
3324                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3325                 } while (!x->done && timeout);
3326                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3327                 if (!x->done)
3328                         return timeout;
3329         }
3330         x->done--;
3331         return timeout ?: 1;
3332 }
3333
3334 static inline long __sched
3335 __wait_for_common(struct completion *x,
3336                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3337 {
3338         might_sleep();
3339
3340         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3341         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3342         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3343         return timeout;
3344 }
3345
3346 static long __sched
3347 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3348 {
3349         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3350 }
3351
3352 static long __sched
3353 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3354 {
3355         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3356 }
3357
3358 /**
3359  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3360  * @x:  holds the state of this particular completion
3361  *
3362  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3363  * interruptible and there is no timeout.
3364  *
3365  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3366  * and interrupt capability. Also see complete().
3367  */
3368 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3369 {
3370         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3373
3374 /**
3375  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3376  * @x:  holds the state of this particular completion
3377  * @timeout:  timeout value in jiffies
3378  *
3379  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3380  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3381  * interruptible.
3382  *
3383  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3384  * jiffies left till timeout) if completed.
3385  */
3386 unsigned long __sched
3387 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3388 {
3389         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3390 }
3391 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3392
3393 /**
3394  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3395  * @x:  holds the state of this particular completion
3396  *
3397  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3398  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3399  * for IO.
3400  */
3401 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3402 {
3403         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3406
3407 /**
3408  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3409  * @x:  holds the state of this particular completion
3410  * @timeout:  timeout value in jiffies
3411  *
3412  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3413  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3414  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3415  *
3416  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3417  * jiffies left till timeout) if completed.
3418  */
3419 unsigned long __sched
3420 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3421 {
3422         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3423 }
3424 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3425
3426 /**
3427  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3428  * @x:  holds the state of this particular completion
3429  *
3430  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3431  * interruptible.
3432  *
3433  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3434  */
3435 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3436 {
3437         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3438         if (t == -ERESTARTSYS)
3439                 return t;
3440         return 0;
3441 }
3442 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3443
3444 /**
3445  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3446  * @x:  holds the state of this particular completion
3447  * @timeout:  timeout value in jiffies
3448  *
3449  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3450  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3451  *
3452  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3453  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3454  */
3455 long __sched
3456 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3457                                           unsigned long timeout)
3458 {
3459         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3462
3463 /**
3464  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3465  * @x:  holds the state of this particular completion
3466  *
3467  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3468  * interrupted by a kill signal.
3469  *
3470  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3471  */
3472 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3473 {
3474         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3475         if (t == -ERESTARTSYS)
3476                 return t;
3477         return 0;
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3480
3481 /**
3482  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3483  * @x:  holds the state of this particular completion
3484  * @timeout:  timeout value in jiffies
3485  *
3486  * This waits for either a completion of a specific task to be
3487  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3488  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3489  *
3490  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3491  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3492  */
3493 long __sched
3494 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3495                                      unsigned long timeout)
3496 {
3497         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3500
3501 /**
3502  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3503  *      @x:     completion structure
3504  *
3505  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3506  *               1 if a decrement succeeded.
3507  *
3508  *      If a completion is being used as a counting completion,
3509  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3510  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3511  *      is protecting is not available.
3512  */
3513 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3514 {
3515         unsigned long flags;
3516         int ret = 1;
3517
3518         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3519         if (!x->done)
3520                 ret = 0;
3521         else
3522                 x->done--;
3523         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3524         return ret;
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3527
3528 /**
3529  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3530  *      @x:     completion structure
3531  *
3532  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3533  *               1 if there are no waiters.
3534  *
3535  */
3536 bool completion_done(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         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3545         return ret;
3546 }
3547 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3548
3549 static long __sched
3550 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3551 {
3552         unsigned long flags;
3553         wait_queue_t wait;
3554
3555         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3556
3557         __set_current_state(state);
3558
3559         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3560         __add_wait_queue(q, &wait);
3561         spin_unlock(&q->lock);
3562         timeout = schedule_timeout(timeout);
3563         spin_lock_irq(&q->lock);
3564         __remove_wait_queue(q, &wait);
3565         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3566
3567         return timeout;
3568 }
3569
3570 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3571 {
3572         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3573 }
3574 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3575
3576 long __sched
3577 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3578 {
3579         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3582
3583 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3584 {
3585         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3588
3589 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3590 {
3591         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3594
3595 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3596
3597 /*
3598  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3599  * @p: task
3600  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3601  *
3602  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3603  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3604  *
3605  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3606  */
3607 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3608 {
3609         int oldprio, on_rq, running;
3610         struct rq *rq;
3611         const struct sched_class *prev_class;
3612
3613         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3614
3615         rq = __task_rq_lock(p);
3616
3617         /*
3618          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3619          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3620          *
3621          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3622          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3623          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3624          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3625          * with interrupts disabled and will complete the lock
3626          * protected section without being interrupted. So there is no
3627          * real need to boost.
3628          */
3629         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3630                 WARN_ON(p != rq->curr);
3631                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3632                 goto out_unlock;
3633         }
3634
3635         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3636         oldprio = p->prio;
3637         prev_class = p->sched_class;
3638         on_rq = p->on_rq;
3639         running = task_current(rq, p);
3640         if (on_rq)
3641                 dequeue_task(rq, p, 0);
3642         if (running)
3643                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3644
3645         if (rt_prio(prio))
3646                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3647         else
3648                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3649
3650         p->prio = prio;
3651
3652         if (running)
3653                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3654         if (on_rq)
3655                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3656
3657         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3658 out_unlock:
3659         __task_rq_unlock(rq);
3660 }
3661 #endif
3662 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3663 {
3664         int old_prio, delta, on_rq;
3665         unsigned long flags;
3666         struct rq *rq;
3667
3668         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3669                 return;
3670         /*
3671          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3672          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3673          */
3674         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3675         /*
3676          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3677          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3678          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3679          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3680          */
3681         if (task_has_rt_policy(p)) {
3682                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3683                 goto out_unlock;
3684         }
3685         on_rq = p->on_rq;
3686         if (on_rq)
3687                 dequeue_task(rq, p, 0);
3688
3689         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3690         set_load_weight(p);
3691         old_prio = p->prio;
3692         p->prio = effective_prio(p);
3693         delta = p->prio - old_prio;
3694
3695         if (on_rq) {
3696                 enqueue_task(rq, p, 0);
3697                 /*
3698                  * If the task increased its priority or is running and
3699                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3700                  */
3701                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3702                         resched_task(rq->curr);
3703         }
3704 out_unlock:
3705         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3706 }
3707 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3708
3709 /*
3710  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3711  * @p: task
3712  * @nice: nice value
3713  */
3714 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3715 {
3716         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3717         int nice_rlim = 20 - nice;
3718
3719         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3720                 capable(CAP_SYS_NICE));
3721 }
3722
3723 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3724
3725 /*
3726  * sys_nice - change the priority of the current process.
3727  * @increment: priority increment
3728  *
3729  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3730  * does similar things.
3731  */
3732 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3733 {
3734         long nice, retval;
3735
3736         /*
3737          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3738          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3739          * and we have a single winner.
3740          */
3741         if (increment < -40)
3742                 increment = -40;
3743         if (increment > 40)
3744                 increment = 40;
3745
3746         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3747         if (nice < -20)
3748                 nice = -20;
3749         if (nice > 19)
3750                 nice = 19;
3751
3752         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3753                 return -EPERM;
3754
3755         retval = security_task_setnice(current, nice);
3756         if (retval)
3757                 return retval;
3758
3759         set_user_nice(current, nice);
3760         return 0;
3761 }
3762
3763 #endif
3764
3765 /**
3766  * task_prio - return the priority value of a given task.
3767  * @p: the task in question.
3768  *
3769  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3770  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3771  * around 0, value goes from -16 to +15.
3772  */
3773 int task_prio(const struct task_struct *p)
3774 {
3775         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3776 }
3777
3778 /**
3779  * task_nice - return the nice value of a given task.
3780  * @p: the task in question.
3781  */
3782 int task_nice(const struct task_struct *p)
3783 {
3784         return TASK_NICE(p);
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3787
3788 /**
3789  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3790  * @cpu: the processor in question.
3791  */
3792 int idle_cpu(int cpu)
3793 {
3794         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3795
3796         if (rq->curr != rq->idle)
3797                 return 0;
3798
3799         if (rq->nr_running)
3800                 return 0;
3801
3802 #ifdef CONFIG_SMP
3803         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3804                 return 0;
3805 #endif
3806
3807         return 1;
3808 }
3809
3810 /**
3811  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3812  * @cpu: the processor in question.
3813  */
3814 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3815 {
3816         return cpu_rq(cpu)->idle;
3817 }
3818
3819 /**
3820  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3821  * @pid: the pid in question.
3822  */
3823 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3824 {
3825         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3826 }
3827
3828 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3829 static void
3830 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3831 {
3832         p->policy = policy;
3833         p->rt_priority = prio;
3834         p->normal_prio = normal_prio(p);
3835         /* we are holding p->pi_lock already */
3836         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3837         if (rt_prio(p->prio))
3838                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3839         else
3840                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3841         set_load_weight(p);
3842 }
3843
3844 /*
3845  * check the target process has a UID that matches the current process's
3846  */
3847 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3848 {
3849         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3850         bool match;
3851
3852         rcu_read_lock();
3853         pcred = __task_cred(p);
3854         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3855                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3856         rcu_read_unlock();
3857         return match;
3858 }
3859
3860 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3861                                 const struct sched_param *param, bool user)
3862 {
3863         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3864         unsigned long flags;
3865         const struct sched_class *prev_class;
3866         struct rq *rq;
3867         int reset_on_fork;
3868
3869         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3870         BUG_ON(in_interrupt());
3871 recheck:
3872         /* double check policy once rq lock held */
3873         if (policy < 0) {
3874                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3875                 policy = oldpolicy = p->policy;
3876         } else {
3877                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3878                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3879
3880                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3881                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3882                                 policy != SCHED_IDLE)
3883                         return -EINVAL;
3884         }
3885
3886         /*
3887          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3888          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3889          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3890          */
3891         if (param->sched_priority < 0 ||
3892             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3893             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3894                 return -EINVAL;
3895         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3896                 return -EINVAL;
3897
3898         /*
3899          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3900          */
3901         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3902                 if (rt_policy(policy)) {
3903                         unsigned long rlim_rtprio =
3904                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3905
3906                         /* can't set/change the rt policy */
3907                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3908                                 return -EPERM;
3909
3910                         /* can't increase priority */
3911                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3912                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3913                                 return -EPERM;
3914                 }
3915
3916                 /*
3917                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3918                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3919                  */
3920                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3921                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3922                                 return -EPERM;
3923                 }
3924
3925                 /* can't change other user's priorities */
3926                 if (!check_same_owner(p))
3927                         return -EPERM;
3928
3929                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3930                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3931                         return -EPERM;
3932         }
3933
3934         if (user) {
3935                 retval = security_task_setscheduler(p);
3936                 if (retval)
3937                         return retval;
3938         }
3939
3940         /*
3941          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3942          * changing the priority of the task:
3943          *
3944          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3945          * runqueue lock must be held.
3946          */
3947         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3948
3949         /*
3950          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3951          */
3952         if (p == rq->stop) {
3953                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3954                 return -EINVAL;
3955         }
3956
3957         /*
3958          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3959          */
3960         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3961                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3962                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3963                 return 0;
3964         }
3965
3966 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3967         if (user) {
3968                 /*
3969                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3970                  * assigned.
3971                  */
3972                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3973                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3974                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3975                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3976                         return -EPERM;
3977                 }
3978         }
3979 #endif
3980
3981         /* recheck policy now with rq lock held */
3982         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3983                 policy = oldpolicy = -1;
3984                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3985                 goto recheck;
3986         }
3987         on_rq = p->on_rq;
3988         running = task_current(rq, p);
3989         if (on_rq)
3990                 dequeue_task(rq, p, 0);
3991         if (running)
3992                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3993
3994         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3995
3996         oldprio = p->prio;
3997         prev_class = p->sched_class;
3998         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3999
4000         if (running)
4001                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4002         if (on_rq)
4003                 enqueue_task(rq, p, 0);
4004
4005         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4006         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4007
4008         rt_mutex_adjust_pi(p);
4009
4010         return 0;
4011 }
4012
4013 /**
4014  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4015  * @p: the task in question.
4016  * @policy: new policy.
4017  * @param: structure containing the new RT priority.
4018  *
4019  * NOTE that the task may be already dead.
4020  */
4021 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4022                        const struct sched_param *param)
4023 {
4024         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4025 }
4026 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4027
4028 /**
4029  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4030  * @p: the task in question.
4031  * @policy: new policy.
4032  * @param: structure containing the new RT priority.
4033  *
4034  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4035  * current context has permission.  For example, this is needed in
4036  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4037  * but our caller might not have that capability.
4038  */
4039 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4040                                const struct sched_param *param)
4041 {
4042         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4043 }
4044
4045 static int
4046 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4047 {
4048         struct sched_param lparam;
4049         struct task_struct *p;
4050         int retval;
4051
4052         if (!param || pid < 0)
4053                 return -EINVAL;
4054         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4055                 return -EFAULT;
4056
4057         rcu_read_lock();
4058         retval = -ESRCH;
4059         p = find_process_by_pid(pid);
4060         if (p != NULL)
4061                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4062         rcu_read_unlock();
4063
4064         return retval;
4065 }
4066
4067 /**
4068  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4069  * @pid: the pid in question.
4070  * @policy: new policy.
4071  * @param: structure containing the new RT priority.
4072  */
4073 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4074                 struct sched_param __user *, param)
4075 {
4076         /* negative values for policy are not valid */
4077         if (policy < 0)
4078                 return -EINVAL;
4079
4080         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4081 }
4082
4083 /**
4084  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4085  * @pid: the pid in question.
4086  * @param: structure containing the new RT priority.
4087  */
4088 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4089 {
4090         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4091 }
4092
4093 /**
4094  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4095  * @pid: the pid in question.
4096  */
4097 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4098 {
4099         struct task_struct *p;
4100         int retval;
4101
4102         if (pid < 0)
4103                 return -EINVAL;
4104
4105         retval = -ESRCH;
4106         rcu_read_lock();
4107         p = find_process_by_pid(pid);
4108         if (p) {
4109                 retval = security_task_getscheduler(p);
4110                 if (!retval)
4111                         retval = p->policy
4112                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4113         }
4114         rcu_read_unlock();
4115         return retval;
4116 }
4117
4118 /**
4119  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4120  * @pid: the pid in question.
4121  * @param: structure containing the RT priority.
4122  */
4123 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4124 {
4125         struct sched_param lp;
4126         struct task_struct *p;
4127         int retval;
4128
4129         if (!param || pid < 0)
4130                 return -EINVAL;
4131
4132         rcu_read_lock();
4133         p = find_process_by_pid(pid);
4134         retval = -ESRCH;
4135         if (!p)
4136                 goto out_unlock;
4137
4138         retval = security_task_getscheduler(p);
4139         if (retval)
4140                 goto out_unlock;
4141
4142         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4143         rcu_read_unlock();
4144
4145         /*
4146          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4147          */
4148         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4149
4150         return retval;
4151
4152 out_unlock:
4153         rcu_read_unlock();
4154         return retval;
4155 }
4156
4157 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4158 {
4159         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4160         struct task_struct *p;
4161         int retval;
4162
4163         get_online_cpus();
4164         rcu_read_lock();
4165
4166         p = find_process_by_pid(pid);
4167         if (!p) {
4168                 rcu_read_unlock();
4169                 put_online_cpus();
4170                 return -ESRCH;
4171         }
4172
4173         /* Prevent p going away */
4174         get_task_struct(p);
4175         rcu_read_unlock();
4176
4177         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4178                 retval = -EINVAL;
4179                 goto out_put_task;
4180         }
4181         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4182                 retval = -ENOMEM;
4183                 goto out_put_task;
4184         }
4185         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4186                 retval = -ENOMEM;
4187                 goto out_free_cpus_allowed;
4188         }
4189         retval = -EPERM;
4190         if (!check_same_owner(p)) {
4191                 rcu_read_lock();
4192                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4193                         rcu_read_unlock();
4194                         goto out_unlock;
4195                 }
4196                 rcu_read_unlock();
4197         }
4198
4199         retval = security_task_setscheduler(p);
4200         if (retval)
4201                 goto out_unlock;
4202
4203         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4204         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4205 again:
4206         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4207
4208         if (!retval) {
4209                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4210                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4211                         /*
4212                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4213                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4214                          * cpuset's cpus_allowed
4215                          */
4216                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4217                         goto again;
4218                 }
4219         }
4220 out_unlock:
4221         free_cpumask_var(new_mask);
4222 out_free_cpus_allowed:
4223         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4224 out_put_task:
4225         put_task_struct(p);
4226         put_online_cpus();
4227         return retval;
4228 }
4229
4230 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4231                              struct cpumask *new_mask)
4232 {
4233         if (len < cpumask_size())
4234                 cpumask_clear(new_mask);
4235         else if (len > cpumask_size())
4236                 len = cpumask_size();
4237
4238         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4239 }
4240
4241 /**
4242  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4243  * @pid: pid of the process
4244  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4245  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4246  */
4247 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4248                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4249 {
4250         cpumask_var_t new_mask;
4251         int retval;
4252
4253         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4254                 return -ENOMEM;
4255
4256         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4257         if (retval == 0)
4258                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4259         free_cpumask_var(new_mask);
4260         return retval;
4261 }
4262
4263 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4264 {
4265         struct task_struct *p;
4266         unsigned long flags;
4267         int retval;
4268
4269         get_online_cpus();
4270         rcu_read_lock();
4271
4272         retval = -ESRCH;
4273         p = find_process_by_pid(pid);
4274         if (!p)
4275                 goto out_unlock;
4276
4277         retval = security_task_getscheduler(p);
4278         if (retval)
4279                 goto out_unlock;
4280
4281         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4282         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4283         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4284
4285 out_unlock:
4286         rcu_read_unlock();
4287         put_online_cpus();
4288
4289         return retval;
4290 }
4291
4292 /**
4293  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4294  * @pid: pid of the process
4295  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4296  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4297  */
4298 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4299                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4300 {
4301         int ret;
4302         cpumask_var_t mask;
4303
4304         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4305                 return -EINVAL;
4306         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4307                 return -EINVAL;
4308
4309         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4310                 return -ENOMEM;
4311
4312         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4313         if (ret == 0) {
4314                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4315
4316                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4317                         ret = -EFAULT;
4318                 else
4319                         ret = retlen;
4320         }
4321         free_cpumask_var(mask);
4322
4323         return ret;
4324 }
4325
4326 /**
4327  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4328  *
4329  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4330  * other threads running on this CPU then this function will return.
4331  */
4332 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4333 {
4334         struct rq *rq = this_rq_lock();
4335
4336         schedstat_inc(rq, yld_count);
4337         current->sched_class->yield_task(rq);
4338
4339         /*
4340          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4341          * no need to preempt or enable interrupts:
4342          */
4343         __release(rq->lock);
4344         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4345         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4346         sched_preempt_enable_no_resched();
4347
4348         schedule();
4349
4350         return 0;
4351 }
4352
4353 static inline int should_resched(void)
4354 {
4355         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4356 }
4357
4358 static void __cond_resched(void)
4359 {
4360         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4361         __schedule();
4362         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4363 }
4364
4365 int __sched _cond_resched(void)
4366 {
4367         if (should_resched()) {
4368                 __cond_resched();
4369                 return 1;
4370         }
4371         return 0;
4372 }
4373 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4374
4375 /*
4376  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4377  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4378  *
4379  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4380  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4381  * spin_unlock(), once by hand).
4382  */
4383 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4384 {
4385         int resched = should_resched();
4386         int ret = 0;
4387
4388         lockdep_assert_held(lock);
4389
4390         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4391                 spin_unlock(lock);
4392                 if (resched)
4393                         __cond_resched();
4394                 else
4395                         cpu_relax();
4396                 ret = 1;
4397                 spin_lock(lock);
4398         }
4399         return ret;
4400 }
4401 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4402
4403 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4404 {
4405         BUG_ON(!in_softirq());
4406
4407         if (should_resched()) {
4408                 local_bh_enable();
4409                 __cond_resched();
4410                 local_bh_disable();
4411                 return 1;
4412         }
4413         return 0;
4414 }
4415 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4416
4417 /**
4418  * yield - yield the current processor to other threads.
4419  *
4420  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4421  *
4422  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4423  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4424  * it, its already broken.
4425  *
4426  * Typical broken usage is:
4427  *
4428  * while (!event)
4429  *      yield();
4430  *
4431  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4432  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4433  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4434  *
4435  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4436  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4437  * If you still want to use yield(), do not!
4438  */
4439 void __sched yield(void)
4440 {
4441         set_current_state(TASK_RUNNING);
4442         sys_sched_yield();
4443 }
4444 EXPORT_SYMBOL(yield);
4445
4446 /**
4447  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4448  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4449  * processor it's on.
4450  * @p: target task
4451  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4452  *
4453  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4454  * can't go away on us before we can do any checks.
4455  *
4456  * Returns:
4457  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4458  *      false (0) if we failed to boost the target.
4459  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4460  */
4461 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4462 {
4463         struct task_struct *curr = current;
4464         struct rq *rq, *p_rq;
4465         unsigned long flags;
4466         int yielded = 0;
4467
4468         local_irq_save(flags);
4469         rq = this_rq();
4470
4471 again:
4472         p_rq = task_rq(p);
4473         /*
4474          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4475          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4476          */
4477         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4478                 yielded = -ESRCH;
4479                 goto out_irq;
4480         }
4481
4482         double_rq_lock(rq, p_rq);
4483         while (task_rq(p) != p_rq) {
4484                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4485                 goto again;
4486         }
4487
4488         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4489                 goto out_unlock;
4490
4491         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4492                 goto out_unlock;
4493
4494         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4495                 goto out_unlock;
4496
4497         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4498         if (yielded) {
4499                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4500                 /*
4501                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4502                  * fairness.
4503                  */
4504                 if (preempt && rq != p_rq)
4505                         resched_task(p_rq->curr);
4506         }
4507
4508 out_unlock:
4509         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4510 out_irq:
4511         local_irq_restore(flags);
4512
4513         if (yielded > 0)
4514                 schedule();
4515
4516         return yielded;
4517 }
4518 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4519
4520 /*
4521  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4522  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4523  */
4524 void __sched io_schedule(void)
4525 {
4526         struct rq *rq = raw_rq();
4527
4528         delayacct_blkio_start();
4529         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4530         blk_flush_plug(current);
4531         current->in_iowait = 1;
4532         schedule();
4533         current->in_iowait = 0;
4534         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4535         delayacct_blkio_end();
4536 }
4537 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4538
4539 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4540 {
4541         struct rq *rq = raw_rq();
4542         long ret;
4543
4544         delayacct_blkio_start();
4545         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4546         blk_flush_plug(current);
4547         current->in_iowait = 1;
4548         ret = schedule_timeout(timeout);
4549         current->in_iowait = 0;
4550         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4551         delayacct_blkio_end();
4552         return ret;
4553 }
4554
4555 /**
4556  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4557  * @policy: scheduling class.
4558  *
4559  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4560  * by a given scheduling class.
4561  */
4562 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4563 {
4564         int ret = -EINVAL;
4565
4566         switch (policy) {
4567         case SCHED_FIFO:
4568         case SCHED_RR:
4569                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4570                 break;
4571         case SCHED_NORMAL:
4572         case SCHED_BATCH:
4573         case SCHED_IDLE:
4574                 ret = 0;
4575                 break;
4576         }
4577         return ret;
4578 }
4579
4580 /**
4581  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4582  * @policy: scheduling class.
4583  *
4584  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4585  * by a given scheduling class.
4586  */
4587 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4588 {
4589         int ret = -EINVAL;
4590
4591         switch (policy) {
4592         case SCHED_FIFO:
4593         case SCHED_RR:
4594                 ret = 1;
4595                 break;
4596         case SCHED_NORMAL:
4597         case SCHED_BATCH:
4598         case SCHED_IDLE:
4599                 ret = 0;
4600         }
4601         return ret;
4602 }
4603
4604 /**
4605  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4606  * @pid: pid of the process.
4607  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4608  *
4609  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4610  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4611  */
4612 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4613                 struct timespec __user *, interval)
4614 {
4615         struct task_struct *p;
4616         unsigned int time_slice;
4617         unsigned long flags;
4618         struct rq *rq;
4619         int retval;
4620         struct timespec t;
4621
4622         if (pid < 0)
4623                 return -EINVAL;
4624
4625         retval = -ESRCH;
4626         rcu_read_lock();
4627         p = find_process_by_pid(pid);
4628         if (!p)
4629                 goto out_unlock;
4630
4631         retval = security_task_getscheduler(p);
4632         if (retval)
4633                 goto out_unlock;
4634
4635         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4636         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4637         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4638
4639         rcu_read_unlock();
4640         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4641         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4642         return retval;
4643
4644 out_unlock:
4645         rcu_read_unlock();
4646         return retval;
4647 }
4648
4649 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4650
4651 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4652 {
4653         unsigned long free = 0;
4654         int ppid;
4655         unsigned state;
4656
4657         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4658         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4659                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4660 #if BITS_PER_LONG == 32
4661         if (state == TASK_RUNNING)
4662                 printk(KERN_CONT " running  ");
4663         else
4664                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4665 #else
4666         if (state == TASK_RUNNING)
4667                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4668         else
4669                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4670 #endif
4671 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4672         free = stack_not_used(p);
4673 #endif
4674         rcu_read_lock();
4675         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4676         rcu_read_unlock();
4677         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4678                 task_pid_nr(p), ppid,
4679                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4680
4681         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4682         show_stack(p, NULL);
4683 }
4684
4685 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4686 {
4687         struct task_struct *g, *p;
4688
4689 #if BITS_PER_LONG == 32
4690         printk(KERN_INFO
4691                 "  task                PC stack   pid father\n");
4692 #else
4693         printk(KERN_INFO
4694                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4695 #endif
4696         rcu_read_lock();
4697         do_each_thread(g, p) {
4698                 /*
4699                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4700                  * console might take a lot of time:
4701                  */
4702                 touch_nmi_watchdog();
4703                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4704                         sched_show_task(p);
4705         } while_each_thread(g, p);
4706
4707         touch_all_softlockup_watchdogs();
4708
4709 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4710         sysrq_sched_debug_show();
4711 #endif
4712         rcu_read_unlock();
4713         /*
4714          * Only show locks if all tasks are dumped:
4715          */
4716         if (!state_filter)
4717                 debug_show_all_locks();
4718 }
4719
4720 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4721 {
4722         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4723 }
4724
4725 /**
4726  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4727  * @idle: task in question
4728  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4729  *
4730  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4731  * flag, to make booting more robust.
4732  */
4733 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4734 {
4735         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4736         unsigned long flags;
4737
4738         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4739
4740         __sched_fork(idle);
4741         idle->state = TASK_RUNNING;
4742         idle->se.exec_start = sched_clock();
4743
4744         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4745         /*
4746          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4747          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4748          * lockdep check in task_group() will fail.
4749          *
4750          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4751          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4752          *
4753          * Silence PROVE_RCU
4754          */
4755         rcu_read_lock();
4756         __set_task_cpu(idle, cpu);
4757         rcu_read_unlock();
4758
4759         rq->curr = rq->idle = idle;
4760 #if defined(CONFIG_SMP)
4761         idle->on_cpu = 1;
4762 #endif
4763         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4764
4765         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4766         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4767
4768         /*
4769          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4770          */
4771         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4772         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4773         vtime_init_idle(idle, cpu);
4774 #if defined(CONFIG_SMP)
4775         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4776 #endif
4777 }
4778
4779 #ifdef CONFIG_SMP
4780 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4781 {
4782         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4783                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4784
4785         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4786         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4787 }
4788
4789 /*
4790  * This is how migration works:
4791  *
4792  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4793  *    stop_one_cpu().
4794  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4795  *    off the CPU)
4796  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4797  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4798  *    it and puts it into the right queue.
4799  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4800  *    is done.
4801  */
4802
4803 /*
4804  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4805  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4806  * is removed from the allowed bitmask.
4807  *
4808  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4809  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4810  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4811  */
4812 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4813 {
4814         unsigned long flags;
4815         struct rq *rq;
4816         unsigned int dest_cpu;
4817         int ret = 0;
4818
4819         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4820
4821         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4822                 goto out;
4823
4824         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4825                 ret = -EINVAL;
4826                 goto out;
4827         }
4828
4829         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4830
4831         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4832         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4833                 goto out;
4834
4835         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4836         if (p->on_rq) {
4837                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4838                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4839                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4840                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4841                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4842                 return 0;
4843         }
4844 out:
4845         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4846
4847         return ret;
4848 }
4849 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4850
4851 /*
4852  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4853  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4854  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4855  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4856  *
4857  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4858  * as the task is no longer on this CPU.
4859  *
4860  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4861  */
4862 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4863 {
4864         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4865         int ret = 0;
4866
4867         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4868                 return ret;
4869
4870         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4871         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4872
4873         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4874         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4875         /* Already moved. */
4876         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4877                 goto done;
4878         /* Affinity changed (again). */
4879         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4880                 goto fail;
4881
4882         /*
4883          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4884          * placed properly.
4885          */
4886         if (p->on_rq) {
4887                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4888                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4889                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4890                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4891         }
4892 done:
4893         ret = 1;
4894 fail:
4895         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4896         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4897         return ret;
4898 }
4899
4900 /*
4901  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4902  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4903  * 'pushing' onto another runqueue.
4904  */
4905 static int migration_cpu_stop(void *data)
4906 {
4907         struct migration_arg *arg = data;
4908
4909         /*
4910          * The original target cpu might have gone down and we might
4911          * be on another cpu but it doesn't matter.
4912          */
4913         local_irq_disable();
4914         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4915         local_irq_enable();
4916         return 0;
4917 }
4918
4919 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4920
4921 /*
4922  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4923  * offline.
4924  */
4925 void idle_task_exit(void)
4926 {
4927         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4928
4929         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4930
4931         if (mm != &init_mm)
4932                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4933         mmdrop(mm);
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4938  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4939  * nr_active count is stable.
4940  *
4941  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4942  */
4943 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4944 {
4945         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4946         if (delta)
4947                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4948 }
4949
4950 /*
4951  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4952  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4953  *
4954  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4955  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4956  * because of lock validation efforts.
4957  */
4958 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4959 {
4960         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4961         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4962         int dest_cpu;
4963
4964         /*
4965          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4966          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4967          *
4968          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4969          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4970          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4971          * done here.
4972          */
4973         rq->stop = NULL;
4974
4975         for ( ; ; ) {
4976                 /*
4977                  * There's this thread running, bail when that's the only
4978                  * remaining thread.
4979                  */
4980                 if (rq->nr_running == 1)
4981                         break;
4982
4983                 next = pick_next_task(rq);
4984                 BUG_ON(!next);
4985                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4986
4987                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4988                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4989                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4990
4991                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4992
4993                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4994         }
4995
4996         rq->stop = stop;
4997 }
4998
4999 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5000
5001 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5002
5003 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5004         {
5005                 .procname       = "sched_domain",
5006                 .mode           = 0555,
5007         },
5008         {}
5009 };
5010
5011 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5012         {
5013                 .procname       = "kernel",
5014                 .mode           = 0555,
5015                 .child          = sd_ctl_dir,
5016         },
5017         {}
5018 };
5019
5020 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5021 {
5022         struct ctl_table *entry =
5023                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5024
5025         return entry;
5026 }
5027
5028 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5029 {
5030         struct ctl_table *entry;
5031
5032         /*
5033          * In the intermediate directories, both the child directory and
5034          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5035          * will always be set. In the lowest directory the names are
5036          * static strings and all have proc handlers.
5037          */
5038         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5039                 if (entry->child)
5040                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5041                 if (entry->proc_handler == NULL)
5042                         kfree(entry->procname);
5043         }
5044
5045         kfree(*tablep);
5046         *tablep = NULL;
5047 }
5048
5049 static int min_load_idx = 0;
5050 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5051
5052 static void
5053 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5054                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5055                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5056                 bool load_idx)
5057 {
5058         entry->procname = procname;
5059         entry->data = data;
5060         entry->maxlen = maxlen;
5061         entry->mode = mode;
5062         entry->proc_handler = proc_handler;
5063
5064         if (load_idx) {
5065                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5066                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5067         }
5068 }
5069
5070 static struct ctl_table *
5071 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5072 {
5073         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5074
5075         if (table == NULL)
5076                 return NULL;
5077
5078         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5079                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5080         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5081                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5082         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5083                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5084         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5085                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5086         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5087                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5088         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5089                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5090         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5091                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5092         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5093                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5094         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5095                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5096         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5097                 &sd->cache_nice_tries,
5098                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5099         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5100                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5101         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5102                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5103         /* &table[12] is terminator */
5104
5105         return table;
5106 }
5107
5108 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5109 {
5110         struct ctl_table *entry, *table;
5111         struct sched_domain *sd;
5112         int domain_num = 0, i;
5113         char buf[32];
5114
5115         for_each_domain(cpu, sd)
5116                 domain_num++;
5117         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5118         if (table == NULL)
5119                 return NULL;
5120
5121         i = 0;
5122         for_each_domain(cpu, sd) {
5123                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5124                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5125                 entry->mode = 0555;
5126                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5127                 entry++;
5128                 i++;
5129         }
5130         return table;
5131 }
5132
5133 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5134 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5135 {
5136         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5137         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5138         char buf[32];
5139
5140         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5141         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5142
5143         if (entry == NULL)
5144                 return;
5145
5146         for_each_possible_cpu(i) {
5147                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5148                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5149                 entry->mode = 0555;
5150                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5151                 entry++;
5152         }
5153
5154         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5155         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5156 }
5157
5158 /* may be called multiple times per register */
5159 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5160 {
5161         if (sd_sysctl_header)
5162                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5163         sd_sysctl_header = NULL;
5164         if (sd_ctl_dir[0].child)
5165                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5166 }
5167 #else
5168 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5169 {
5170 }
5171 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5172 {
5173 }
5174 #endif
5175
5176 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5177 {
5178         if (!rq->online) {
5179                 const struct sched_class *class;
5180
5181                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5182                 rq->online = 1;
5183
5184                 for_each_class(class) {
5185                         if (class->rq_online)
5186                                 class->rq_online(rq);
5187                 }
5188         }
5189 }
5190
5191 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5192 {
5193         if (rq->online) {
5194                 const struct sched_class *class;
5195
5196                 for_each_class(class) {
5197                         if (class->rq_offline)
5198                                 class->rq_offline(rq);
5199                 }
5200
5201                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5202                 rq->online = 0;
5203         }
5204 }
5205
5206 /*
5207  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5208  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5209  */
5210 static int __cpuinit
5211 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5212 {
5213         int cpu = (long)hcpu;
5214         unsigned long flags;
5215         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5216
5217         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5218
5219         case CPU_UP_PREPARE:
5220                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5221                 break;
5222
5223         case CPU_ONLINE:
5224                 /* Update our root-domain */
5225                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5226                 if (rq->rd) {
5227                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5228
5229                         set_rq_online(rq);
5230                 }
5231                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5232                 break;
5233
5234 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5235         case CPU_DYING:
5236                 sched_ttwu_pending();
5237                 /* Update our root-domain */
5238                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5239                 if (rq->rd) {
5240                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5241                         set_rq_offline(rq);
5242                 }
5243                 migrate_tasks(cpu);
5244                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5245                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5246                 break;
5247
5248         case CPU_DEAD:
5249                 calc_load_migrate(rq);
5250                 break;
5251 #endif
5252         }
5253
5254         update_max_interval();
5255
5256         return NOTIFY_OK;
5257 }
5258
5259 /*
5260  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5261  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5262  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5263  */
5264 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5265         .notifier_call = migration_call,
5266         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5267 };
5268
5269 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5270                                       unsigned long action, void *hcpu)
5271 {
5272         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5273         case CPU_DOWN_FAILED:
5274                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5275                 return NOTIFY_OK;
5276         default:
5277                 return NOTIFY_DONE;
5278         }
5279 }
5280
5281 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5282                                         unsigned long action, void *hcpu)
5283 {
5284         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5285         case CPU_DOWN_PREPARE:
5286                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5287                 return NOTIFY_OK;
5288         default:
5289                 return NOTIFY_DONE;
5290         }
5291 }
5292
5293 static int __init migration_init(void)
5294 {
5295         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5296         int err;
5297
5298         /* Initialize migration for the boot CPU */
5299         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5300         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5301         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5302         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5303
5304         /* Register cpu active notifiers */
5305         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5306         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5307
5308         return 0;
5309 }
5310 early_initcall(migration_init);
5311 #endif
5312
5313 #ifdef CONFIG_SMP
5314
5315 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5316
5317 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5318
5319 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5320
5321 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5322 {
5323         sched_debug_enabled = 1;
5324
5325         return 0;
5326 }
5327 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5328
5329 static inline bool sched_debug(void)
5330 {
5331         return sched_debug_enabled;
5332 }
5333
5334 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5335                                   struct cpumask *groupmask)
5336 {
5337         struct sched_group *group = sd->groups;
5338         char str[256];
5339
5340         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5341         cpumask_clear(groupmask);
5342
5343         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5344
5345         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5346                 printk("does not load-balance\n");
5347                 if (sd->parent)
5348                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5349                                         " has parent");
5350                 return -1;
5351         }
5352
5353         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5354
5355         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5356                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5357                                 "CPU%d\n", cpu);
5358         }
5359         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5360                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5361                                 " CPU%d\n", cpu);
5362         }
5363
5364         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5365         do {
5366                 if (!group) {
5367                         printk("\n");
5368                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5369                         break;
5370                 }
5371
5372                 /*
5373                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5374                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5375                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5376                  */
5377                 if (!group->sgp->power_orig) {
5378                         printk(KERN_CONT "\n");
5379                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5380                                         "set\n");
5381                         break;
5382                 }
5383
5384                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5385                         printk(KERN_CONT "\n");
5386                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5387                         break;
5388                 }
5389
5390                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5391                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5392                         printk(KERN_CONT "\n");
5393                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5394                         break;
5395                 }
5396
5397                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5398
5399                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5400
5401                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5402                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5403                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5404                                 group->sgp->power);
5405                 }
5406
5407                 group = group->next;
5408         } while (group != sd->groups);
5409         printk(KERN_CONT "\n");
5410
5411         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5412                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5413
5414         if (sd->parent &&
5415             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5416                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5417                         "of domain->span\n");
5418         return 0;
5419 }
5420
5421 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5422 {
5423         int level = 0;
5424
5425         if (!sched_debug_enabled)
5426                 return;
5427
5428         if (!sd) {
5429                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5430                 return;
5431         }
5432
5433         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5434
5435         for (;;) {
5436                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5437                         break;
5438                 level++;
5439                 sd = sd->parent;
5440                 if (!sd)
5441                         break;
5442         }
5443 }
5444 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5445 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5446 static inline bool sched_debug(void)
5447 {
5448         return false;
5449 }
5450 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5451
5452 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5453 {
5454         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5455                 return 1;
5456
5457         /* Following flags need at least 2 groups */
5458         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5459                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5460                          SD_BALANCE_FORK |
5461                          SD_BALANCE_EXEC |
5462                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5463                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5464                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5465                         return 0;
5466         }
5467
5468         /* Following flags don't use groups */
5469         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5470                 return 0;
5471
5472         return 1;
5473 }
5474
5475 static int
5476 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5477 {
5478         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5479
5480         if (sd_degenerate(parent))
5481                 return 1;
5482
5483         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5484                 return 0;
5485
5486         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5487         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5488                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5489                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5490                                 SD_BALANCE_FORK |
5491                                 SD_BALANCE_EXEC |
5492                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5493                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5494                 if (nr_node_ids == 1)
5495                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5496         }
5497         if (~cflags & pflags)
5498                 return 0;
5499
5500         return 1;
5501 }
5502
5503 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5504 {
5505         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5506
5507         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5508         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5509         free_cpumask_var(rd->online);
5510         free_cpumask_var(rd->span);
5511         kfree(rd);
5512 }
5513
5514 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5515 {
5516         struct root_domain *old_rd = NULL;
5517         unsigned long flags;
5518
5519         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5520
5521         if (rq->rd) {
5522                 old_rd = rq->rd;
5523
5524                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5525                         set_rq_offline(rq);
5526
5527                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5528
5529                 /*
5530                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5531                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5532                  * in this function:
5533                  */
5534                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5535                         old_rd = NULL;
5536         }
5537
5538         atomic_inc(&rd->refcount);
5539         rq->rd = rd;
5540
5541         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5542         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5543                 set_rq_online(rq);
5544
5545         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5546
5547         if (old_rd)
5548                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5549 }
5550
5551 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5552 {
5553         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5554
5555         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5556                 goto out;
5557         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5558                 goto free_span;
5559         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5560                 goto free_online;
5561
5562         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5563                 goto free_rto_mask;
5564         return 0;
5565
5566 free_rto_mask:
5567         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5568 free_online:
5569         free_cpumask_var(rd->online);
5570 free_span:
5571         free_cpumask_var(rd->span);
5572 out:
5573         return -ENOMEM;
5574 }
5575
5576 /*
5577  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5578  * members (mimicking the global state we have today).
5579  */
5580 struct root_domain def_root_domain;
5581
5582 static void init_defrootdomain(void)
5583 {
5584         init_rootdomain(&def_root_domain);
5585
5586         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5587 }
5588
5589 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5590 {
5591         struct root_domain *rd;
5592
5593         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5594         if (!rd)
5595                 return NULL;
5596
5597         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5598                 kfree(rd);
5599                 return NULL;
5600         }
5601
5602         return rd;
5603 }
5604
5605 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5606 {
5607         struct sched_group *tmp, *first;
5608
5609         if (!sg)
5610                 return;
5611
5612         first = sg;
5613         do {
5614                 tmp = sg->next;
5615
5616                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5617                         kfree(sg->sgp);
5618
5619                 kfree(sg);
5620                 sg = tmp;
5621         } while (sg != first);
5622 }
5623
5624 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5625 {
5626         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5627
5628         /*
5629          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5630          * nuke them all.
5631          */
5632         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5633                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5634         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5635                 kfree(sd->groups->sgp);
5636                 kfree(sd->groups);
5637         }
5638         kfree(sd);
5639 }
5640
5641 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5642 {
5643         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5644 }
5645
5646 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5647 {
5648         for (; sd; sd = sd->parent)
5649                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5650 }
5651
5652 /*
5653  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5654  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5655  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5656  *
5657  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5658  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5659  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5660  */
5661 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5662 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5663
5664 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5665 {
5666         struct sched_domain *sd;
5667         int id = cpu;
5668
5669         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5670         if (sd)
5671                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5672
5673         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5674         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5675 }
5676
5677 /*
5678  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5679  * hold the hotplug lock.
5680  */
5681 static void
5682 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5683 {
5684         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5685         struct sched_domain *tmp;
5686
5687         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5688         for (tmp = sd; tmp; ) {
5689                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5690                 if (!parent)
5691                         break;
5692
5693                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5694                         tmp->parent = parent->parent;
5695                         if (parent->parent)
5696                                 parent->parent->child = tmp;
5697                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5698                 } else
5699                         tmp = tmp->parent;
5700         }
5701
5702         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5703                 tmp = sd;
5704                 sd = sd->parent;
5705                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5706                 if (sd)
5707                         sd->child = NULL;
5708         }
5709
5710         sched_domain_debug(sd, cpu);
5711
5712         rq_attach_root(rq, rd);
5713         tmp = rq->sd;
5714         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5715         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5716
5717         update_top_cache_domain(cpu);
5718 }
5719
5720 /* cpus with isolated domains */
5721 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5722
5723 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5724 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5725 {
5726         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5727         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5728         return 1;
5729 }
5730
5731 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5732
5733 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5734 {
5735         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5736 }
5737
5738 struct sd_data {
5739         struct sched_domain **__percpu sd;
5740         struct sched_group **__percpu sg;
5741         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5742 };
5743
5744 struct s_data {
5745         struct sched_domain ** __percpu sd;
5746         struct root_domain      *rd;
5747 };
5748
5749 enum s_alloc {
5750         sa_rootdomain,
5751         sa_sd,
5752         sa_sd_storage,
5753         sa_none,
5754 };
5755
5756 struct sched_domain_topology_level;
5757
5758 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5759 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5760
5761 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5762
5763 struct sched_domain_topology_level {
5764         sched_domain_init_f init;
5765         sched_domain_mask_f mask;
5766         int                 flags;
5767         int                 numa_level;
5768         struct sd_data      data;
5769 };
5770
5771 /*
5772  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5773  * domain traversal.
5774  *
5775  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5776  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5777  * range.
5778  *
5779  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5780  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5781  * cpu they're built on, so check that.
5782  *
5783  */
5784 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5785 {
5786         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5787         struct sd_data *sdd = sd->private;
5788         struct sched_domain *sibling;
5789         int i;
5790
5791         for_each_cpu(i, span) {
5792                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5793                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5794                         continue;
5795
5796                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5797         }
5798 }
5799
5800 /*
5801  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5802  * of this group that's also in the iteration mask.
5803  */
5804 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5805 {
5806         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5807 }
5808
5809 static int
5810 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5811 {
5812         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5813         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5814         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5815         struct sd_data *sdd = sd->private;
5816         struct sched_domain *child;
5817         int i;
5818
5819         cpumask_clear(covered);
5820
5821         for_each_cpu(i, span) {
5822                 struct cpumask *sg_span;
5823
5824                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5825                         continue;
5826
5827                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5828
5829                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5830                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5831                         continue;
5832
5833                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5834                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5835
5836                 if (!sg)
5837                         goto fail;
5838
5839                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5840                 if (child->child) {
5841                         child = child->child;
5842                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5843                 } else
5844                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5845
5846                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5847
5848                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5849                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5850                         build_group_mask(sd, sg);
5851
5852                 /*
5853                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5854                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5855                  * die on a /0 trap.
5856                  */
5857                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5858
5859                 /*
5860                  * Make sure the first group of this domain contains the
5861                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5862                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5863                  */
5864                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5865                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5866                         groups = sg;
5867
5868                 if (!first)
5869                         first = sg;
5870                 if (last)
5871                         last->next = sg;
5872                 last = sg;
5873                 last->next = first;
5874         }
5875         sd->groups = groups;
5876
5877         return 0;
5878
5879 fail:
5880         free_sched_groups(first, 0);
5881
5882         return -ENOMEM;
5883 }
5884
5885 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5886 {
5887         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5888         struct sched_domain *child = sd->child;
5889
5890         if (child)
5891                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5892
5893         if (sg) {
5894                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5895                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5896                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5897         }
5898
5899         return cpu;
5900 }
5901
5902 /*
5903  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5904  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5905  * and ->cpu_power to 0.
5906  *
5907  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5908  */
5909 static int
5910 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5911 {
5912         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5913         struct sd_data *sdd = sd->private;
5914         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5915         struct cpumask *covered;
5916         int i;
5917
5918         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5919         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5920
5921         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5922                 return 0;
5923
5924         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5925         covered = sched_domains_tmpmask;
5926
5927         cpumask_clear(covered);
5928
5929         for_each_cpu(i, span) {
5930                 struct sched_group *sg;
5931                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5932                 int j;
5933
5934                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5935                         continue;
5936
5937                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5938                 sg->sgp->power = 0;
5939                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5940
5941                 for_each_cpu(j, span) {
5942                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5943                                 continue;
5944
5945                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5946                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5947                 }
5948
5949                 if (!first)
5950                         first = sg;
5951                 if (last)
5952                         last->next = sg;
5953                 last = sg;
5954         }
5955         last->next = first;
5956
5957         return 0;
5958 }
5959
5960 /*
5961  * Initialize sched groups cpu_power.
5962  *
5963  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5964  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5965  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5966  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5967  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5968  * less cpu_power.
5969  */
5970 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5971 {
5972         struct sched_group *sg = sd->groups;
5973
5974         WARN_ON(!sd || !sg);
5975
5976         do {
5977                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5978                 sg = sg->next;
5979         } while (sg != sd->groups);
5980
5981         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5982                 return;
5983
5984         update_group_power(sd, cpu);
5985         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5986 }
5987
5988 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5989 {
5990        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5991 }
5992
5993 /*
5994  * Initializers for schedule domains
5995  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5996  */
5997
5998 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5999 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6000 #else
6001 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6002 #endif
6003
6004 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6005 static noinline struct sched_domain *                                   \
6006 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6007 {                                                                       \
6008         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6009         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6010         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6011         sd->private = &tl->data;                                        \
6012         return sd;                                                      \
6013 }
6014
6015 SD_INIT_FUNC(CPU)
6016 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6017  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6018 #endif
6019 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6020  SD_INIT_FUNC(MC)
6021 #endif
6022 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6023  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6024 #endif
6025
6026 static int default_relax_domain_level = -1;
6027 int sched_domain_level_max;
6028
6029 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6030 {
6031         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6032                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6033
6034         return 1;
6035 }
6036 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6037
6038 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6039                                  struct sched_domain_attr *attr)
6040 {
6041         int request;
6042
6043         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6044                 if (default_relax_domain_level < 0)
6045                         return;
6046                 else
6047                         request = default_relax_domain_level;
6048         } else
6049                 request = attr->relax_domain_level;
6050         if (request < sd->level) {
6051                 /* turn off idle balance on this domain */
6052                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6053         } else {
6054                 /* turn on idle balance on this domain */
6055                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6056         }
6057 }
6058
6059 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6060 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6061
6062 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6063                                  const struct cpumask *cpu_map)
6064 {
6065         switch (what) {
6066         case sa_rootdomain:
6067                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6068                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6069         case sa_sd:
6070                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6071         case sa_sd_storage:
6072                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6073         case sa_none:
6074                 break;
6075         }
6076 }
6077
6078 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6079                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6080 {
6081         memset(d, 0, sizeof(*d));
6082
6083         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6084                 return sa_sd_storage;
6085         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6086         if (!d->sd)
6087                 return sa_sd_storage;
6088         d->rd = alloc_rootdomain();
6089         if (!d->rd)
6090                 return sa_sd;
6091         return sa_rootdomain;
6092 }
6093
6094 /*
6095  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6096  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6097  * will not free the data we're using.
6098  */
6099 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6100 {
6101         struct sd_data *sdd = sd->private;
6102
6103         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6104         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6105
6106         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6107                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6108
6109         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6110                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6111 }
6112
6113 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6114 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6115 {
6116         return topology_thread_cpumask(cpu);
6117 }
6118 #endif
6119
6120 /*
6121  * Topology list, bottom-up.
6122  */
6123 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6124 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6125         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6126 #endif
6127 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6128         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6129 #endif
6130 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6131         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6132 #endif
6133         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6134         { NULL, },
6135 };
6136
6137 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6138
6139 #ifdef CONFIG_NUMA
6140
6141 static int sched_domains_numa_levels;
6142 static int *sched_domains_numa_distance;
6143 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6144 static int sched_domains_curr_level;
6145
6146 static inline int sd_local_flags(int level)
6147 {
6148         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6149                 return 0;
6150
6151         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6152 }
6153
6154 static struct sched_domain *
6155 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6156 {
6157         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6158         int level = tl->numa_level;
6159         int sd_weight = cpumask_weight(
6160                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6161
6162         *sd = (struct sched_domain){
6163                 .min_interval           = sd_weight,
6164                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6165                 .busy_factor            = 32,
6166                 .imbalance_pct          = 125,
6167                 .cache_nice_tries       = 2,
6168                 .busy_idx               = 3,
6169                 .idle_idx               = 2,
6170                 .newidle_idx            = 0,
6171                 .wake_idx               = 0,
6172                 .forkexec_idx           = 0,
6173
6174                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6175                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6176                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6177                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6178                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6179                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6180                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6181                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6182                                         | 1*SD_SERIALIZE
6183                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6184                                         | sd_local_flags(level)
6185                                         ,
6186                 .last_balance           = jiffies,
6187                 .balance_interval       = sd_weight,
6188         };
6189         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6190         sd->private = &tl->data;
6191
6192         /*
6193          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6194          */
6195         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6196
6197         return sd;
6198 }
6199
6200 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6201 {
6202         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6203 }
6204
6205 static void sched_numa_warn(const char *str)
6206 {
6207         static int done = false;
6208         int i,j;
6209
6210         if (done)
6211                 return;
6212
6213         done = true;
6214
6215         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6216
6217         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6218                 printk(KERN_WARNING "  ");
6219                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6220                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6221                 printk(KERN_CONT "\n");
6222         }
6223         printk(KERN_WARNING "\n");
6224 }
6225
6226 static bool find_numa_distance(int distance)
6227 {
6228         int i;
6229
6230         if (distance == node_distance(0, 0))
6231                 return true;
6232
6233         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6234                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6235                         return true;
6236         }
6237
6238         return false;
6239 }
6240
6241 static void sched_init_numa(void)
6242 {
6243         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6244         struct sched_domain_topology_level *tl;
6245         int level = 0;
6246         int i, j, k;
6247
6248         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6249         if (!sched_domains_numa_distance)
6250                 return;
6251
6252         /*
6253          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6254          * unique distances in the node_distance() table.
6255          *
6256          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6257          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6258          */
6259         next_distance = curr_distance;
6260         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6261                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6262                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6263                                 int distance = node_distance(i, k);
6264
6265                                 if (distance > curr_distance &&
6266                                     (distance < next_distance ||
6267                                      next_distance == curr_distance))
6268                                         next_distance = distance;
6269
6270                                 /*
6271                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6272                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6273                                  * equally connected to A.
6274                                  */
6275                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6276                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6277
6278                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6279                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6280                         }
6281                         if (next_distance != curr_distance) {
6282                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6283                                 sched_domains_numa_levels = level;
6284                                 curr_distance = next_distance;
6285                         } else break;
6286                 }
6287
6288                 /*
6289                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6290                  */
6291                 if (!sched_debug())
6292                         break;
6293         }
6294         /*
6295          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6296          * identity distance node_distance(i,i).
6297          *
6298          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6299          * numbers.
6300          */
6301
6302         /*
6303          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6304          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6305          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6306          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6307          * in other functions.
6308          *
6309          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6310          */
6311         sched_domains_numa_levels = 0;
6312
6313         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6314         if (!sched_domains_numa_masks)
6315                 return;
6316
6317         /*
6318          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6319          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6320          */
6321         for (i = 0; i < level; i++) {
6322                 sched_domains_numa_masks[i] =
6323                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6324                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6325                         return;
6326
6327                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6328                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6329                         if (!mask)
6330                                 return;
6331
6332                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6333
6334                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6335                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6336                                         continue;
6337
6338                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6339                         }
6340                 }
6341         }
6342
6343         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6344                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6345         if (!tl)
6346                 return;
6347
6348         /*
6349          * Copy the default topology bits..
6350          */
6351         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6352                 tl[i] = default_topology[i];
6353
6354         /*
6355          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6356          */
6357         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6358                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6359                         .init = sd_numa_init,
6360                         .mask = sd_numa_mask,
6361                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6362                         .numa_level = j,
6363                 };
6364         }
6365
6366         sched_domain_topology = tl;
6367
6368         sched_domains_numa_levels = level;
6369 }
6370
6371 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6372 {
6373         int i, j;
6374         int node = cpu_to_node(cpu);
6375
6376         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6377                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6378                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6379                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6380                 }
6381         }
6382 }
6383
6384 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6385 {
6386         int i, j;
6387         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6388                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6389                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6390         }
6391 }
6392
6393 /*
6394  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6395  * are onlined.
6396  */
6397 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6398                                            unsigned long action,
6399                                            void *hcpu)
6400 {
6401         int cpu = (long)hcpu;
6402
6403         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6404         case CPU_ONLINE:
6405                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6406                 break;
6407
6408         case CPU_DEAD:
6409                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6410                 break;
6411
6412         default:
6413                 return NOTIFY_DONE;
6414         }
6415
6416         return NOTIFY_OK;
6417 }
6418 #else
6419 static inline void sched_init_numa(void)
6420 {
6421 }
6422
6423 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6424                                            unsigned long action,
6425                                            void *hcpu)
6426 {
6427         return 0;
6428 }
6429 #endif /* CONFIG_NUMA */
6430
6431 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6432 {
6433         struct sched_domain_topology_level *tl;
6434         int j;
6435
6436         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6437                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6438
6439                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6440                 if (!sdd->sd)
6441                         return -ENOMEM;
6442
6443                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6444                 if (!sdd->sg)
6445                         return -ENOMEM;
6446
6447                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6448                 if (!sdd->sgp)
6449                         return -ENOMEM;
6450
6451                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6452                         struct sched_domain *sd;
6453                         struct sched_group *sg;
6454                         struct sched_group_power *sgp;
6455
6456                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6457                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6458                         if (!sd)
6459                                 return -ENOMEM;
6460
6461                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6462
6463                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6464                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6465                         if (!sg)
6466                                 return -ENOMEM;
6467
6468                         sg->next = sg;
6469
6470                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6471
6472                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6473                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6474                         if (!sgp)
6475                                 return -ENOMEM;
6476
6477                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6478                 }
6479         }
6480
6481         return 0;
6482 }
6483
6484 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6485 {
6486         struct sched_domain_topology_level *tl;
6487         int j;
6488
6489         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6490                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6491
6492                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6493                         struct sched_domain *sd;
6494
6495                         if (sdd->sd) {
6496                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6497                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6498                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6499                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6500                         }
6501
6502                         if (sdd->sg)
6503                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6504                         if (sdd->sgp)
6505                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6506                 }
6507                 free_percpu(sdd->sd);
6508                 sdd->sd = NULL;
6509                 free_percpu(sdd->sg);
6510                 sdd->sg = NULL;
6511                 free_percpu(sdd->sgp);
6512                 sdd->sgp = NULL;
6513         }
6514 }
6515
6516 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6517                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6518                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6519                 int cpu)
6520 {
6521         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6522         if (!sd)
6523                 return child;
6524
6525         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6526         if (child) {
6527                 sd->level = child->level + 1;
6528                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6529                 child->parent = sd;
6530         }
6531         sd->child = child;
6532         set_domain_attribute(sd, attr);
6533
6534         return sd;
6535 }
6536
6537 /*
6538  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6539  * to the individual cpus
6540  */
6541 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6542                                struct sched_domain_attr *attr)
6543 {
6544         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6545         struct sched_domain *sd;
6546         struct s_data d;
6547         int i, ret = -ENOMEM;
6548
6549         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6550         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6551                 goto error;
6552
6553         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6554         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6555                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6556
6557                 sd = NULL;
6558                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6559                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6560                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6561                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6562                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6563                                 break;
6564                 }
6565
6566                 while (sd->child)
6567                         sd = sd->child;
6568
6569                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6570         }
6571
6572         /* Build the groups for the domains */
6573         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6574                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6575                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6576                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6577                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6578                                         goto error;
6579                         } else {
6580                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6581                                         goto error;
6582                         }
6583                 }
6584         }
6585
6586         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6587         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6588                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6589                         continue;
6590
6591                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6592                         claim_allocations(i, sd);
6593                         init_sched_groups_power(i, sd);
6594                 }
6595         }
6596
6597         /* Attach the domains */
6598         rcu_read_lock();
6599         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6600                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6601                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6602         }
6603         rcu_read_unlock();
6604
6605         ret = 0;
6606 error:
6607         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6608         return ret;
6609 }
6610
6611 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6612 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6613 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6614                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6615
6616 /*
6617  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6618  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6619  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6620  */
6621 static cpumask_var_t fallback_doms;
6622
6623 /*
6624  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6625  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6626  * or 0 if it stayed the same.
6627  */
6628 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6629 {
6630         return 0;
6631 }
6632
6633 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6634 {
6635         int i;
6636         cpumask_var_t *doms;
6637
6638         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6639         if (!doms)
6640                 return NULL;
6641         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6642                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6643                         free_sched_domains(doms, i);
6644                         return NULL;
6645                 }
6646         }
6647         return doms;
6648 }
6649
6650 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6651 {
6652         unsigned int i;
6653         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6654                 free_cpumask_var(doms[i]);
6655         kfree(doms);
6656 }
6657
6658 /*
6659  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6660  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6661  * exclude other special cases in the future.
6662  */
6663 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6664 {
6665         int err;
6666
6667         arch_update_cpu_topology();
6668         ndoms_cur = 1;
6669         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6670         if (!doms_cur)
6671                 doms_cur = &fallback_doms;
6672         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6673         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6674         register_sched_domain_sysctl();
6675
6676         return err;
6677 }
6678
6679 /*
6680  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6681  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6682  */
6683 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6684 {
6685         int i;
6686
6687         rcu_read_lock();
6688         for_each_cpu(i, cpu_map)
6689                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6690         rcu_read_unlock();
6691 }
6692
6693 /* handle null as "default" */
6694 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6695                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6696 {
6697         struct sched_domain_attr tmp;
6698
6699         /* fast path */
6700         if (!new && !cur)
6701                 return 1;
6702
6703         tmp = SD_ATTR_INIT;
6704         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6705                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6706                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6707 }
6708
6709 /*
6710  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6711  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6712  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6713  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6714  *
6715  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6716  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6717  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6718  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6719  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6720  * it as it is.
6721  *
6722  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6723  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6724  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6725  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6726  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6727  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6728  *
6729  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6730  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6731  * and it will not create the default domain.
6732  *
6733  * Call with hotplug lock held
6734  */
6735 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6736                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6737 {
6738         int i, j, n;
6739         int new_topology;
6740
6741         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6742
6743         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6744         unregister_sched_domain_sysctl();
6745
6746         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6747         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6748
6749         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6750
6751         /* Destroy deleted domains */
6752         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6753                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6754                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6755                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6756                                 goto match1;
6757                 }
6758                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6759                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6760 match1:
6761                 ;
6762         }
6763
6764         if (doms_new == NULL) {
6765                 ndoms_cur = 0;
6766                 doms_new = &fallback_doms;
6767                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6768                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6769         }
6770
6771         /* Build new domains */
6772         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6773                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6774                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6775                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6776                                 goto match2;
6777                 }
6778                 /* no match - add a new doms_new */
6779                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6780 match2:
6781                 ;
6782         }
6783
6784         /* Remember the new sched domains */
6785         if (doms_cur != &fallback_doms)
6786                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6787         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6788         doms_cur = doms_new;
6789         dattr_cur = dattr_new;
6790         ndoms_cur = ndoms_new;
6791
6792         register_sched_domain_sysctl();
6793
6794         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6795 }
6796
6797 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6798
6799 /*
6800  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6801  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6802  * around partition_sched_domains().
6803  *
6804  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6805  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6806  */
6807 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6808                              void *hcpu)
6809 {
6810         switch (action) {
6811         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6812         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6813
6814                 /*
6815                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6816                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6817                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6818                  * domain, ignoring cpusets.
6819                  */
6820                 num_cpus_frozen--;
6821                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6822                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6823                         break;
6824                 }
6825
6826                 /*
6827                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6828                  * restore the original sched domains by considering the
6829                  * cpuset configurations.
6830                  */
6831
6832         case CPU_ONLINE:
6833         case CPU_DOWN_FAILED:
6834                 cpuset_update_active_cpus(true);
6835                 break;
6836         default:
6837                 return NOTIFY_DONE;
6838         }
6839         return NOTIFY_OK;
6840 }
6841
6842 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6843                                void *hcpu)
6844 {
6845         switch (action) {
6846         case CPU_DOWN_PREPARE:
6847                 cpuset_update_active_cpus(false);
6848                 break;
6849         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6850                 num_cpus_frozen++;
6851                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6852                 break;
6853         default:
6854                 return NOTIFY_DONE;
6855         }
6856         return NOTIFY_OK;
6857 }
6858
6859 void __init sched_init_smp(void)
6860 {
6861         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6862
6863         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6864         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6865
6866         sched_init_numa();
6867
6868         get_online_cpus();
6869         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6870         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6871         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6872         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6873                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6874         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6875         put_online_cpus();
6876
6877         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6878         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6879         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6880
6881         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6882         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6883
6884         init_hrtick();
6885
6886         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6887         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6888                 BUG();
6889         sched_init_granularity();
6890         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6891
6892         init_sched_rt_class();
6893 }
6894 #else
6895 void __init sched_init_smp(void)
6896 {
6897         sched_init_granularity();
6898 }
6899 #endif /* CONFIG_SMP */
6900
6901 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6902
6903 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6904 {
6905         return in_lock_functions(addr) ||
6906                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6907                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6908 }
6909
6910 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6911 /*
6912  * Default task group.
6913  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6914  */
6915 struct task_group root_task_group;
6916 LIST_HEAD(task_groups);
6917 #endif
6918
6919 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6920
6921 void __init sched_init(void)
6922 {
6923         int i, j;
6924         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6925
6926 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6927         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6928 #endif
6929 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6930         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6931 #endif
6932 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6933         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6934 #endif
6935         if (alloc_size) {
6936                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6937
6938 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6939                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6940                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6941
6942                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6943                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6944
6945 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6946 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6947                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6948                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6949
6950                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6951                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6952
6953 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6954 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6955                 for_each_possible_cpu(i) {
6956                         per_cpu(load_balance_mask, i) = (void *)ptr;
6957                         ptr += cpumask_size();
6958                 }
6959 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6960         }
6961
6962 #ifdef CONFIG_SMP
6963         init_defrootdomain();
6964 #endif
6965
6966         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6967                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6968
6969 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6970         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6971                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6972 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6973
6974 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6975         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6976         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6977         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6978         autogroup_init(&init_task);
6979
6980 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6981
6982         for_each_possible_cpu(i) {
6983                 struct rq *rq;
6984
6985                 rq = cpu_rq(i);
6986                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6987                 rq->nr_running = 0;
6988                 rq->calc_load_active = 0;
6989                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6990                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6991                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6992 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6993                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6994                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6995                 /*
6996                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6997                  *
6998                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6999                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7000                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7001                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7002                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7003                  * (se->load.weight).
7004                  *
7005                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7006                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7007                  * then A0's share of the cpu resource is:
7008                  *
7009                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7010                  *
7011                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7012                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7013                  */
7014                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7015                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7016 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7017
7018                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7019 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7020                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
7021                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7022 #endif
7023
7024                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7025                         rq->cpu_load[j] = 0;
7026
7027                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7028
7029 #ifdef CONFIG_SMP
7030                 rq->sd = NULL;
7031                 rq->rd = NULL;
7032                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
7033                 rq->post_schedule = 0;
7034                 rq->active_balance = 0;
7035                 rq->next_balance = jiffies;
7036                 rq->push_cpu = 0;
7037                 rq->cpu = i;
7038                 rq->online = 0;
7039                 rq->idle_stamp = 0;
7040                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7041
7042                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7043
7044                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7045 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7046                 rq->nohz_flags = 0;
7047 #endif
7048 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7049                 rq->last_sched_tick = 0;
7050 #endif
7051 #endif
7052                 init_rq_hrtick(rq);
7053                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7054         }
7055
7056         set_load_weight(&init_task);
7057
7058 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7059         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7060 #endif
7061
7062 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7063         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7064 #endif
7065
7066         /*
7067          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7068          */
7069         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7070         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7071
7072         /*
7073          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7074          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7075          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7076          * when this runqueue becomes "idle".
7077          */
7078         init_idle(current, smp_processor_id());
7079
7080         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7081
7082         /*
7083          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7084          */
7085         current->sched_class = &fair_sched_class;
7086
7087 #ifdef CONFIG_SMP
7088         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7089         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7090         if (cpu_isolated_map == NULL)
7091                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7092         idle_thread_set_boot_cpu();
7093 #endif
7094         init_sched_fair_class();
7095
7096         scheduler_running = 1;
7097 }
7098
7099 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7100 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7101 {
7102         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7103
7104         return (nested == preempt_offset);
7105 }
7106
7107 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7108 {
7109         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7110
7111         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7112         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7113             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7114                 return;
7115         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7116                 return;
7117         prev_jiffy = jiffies;
7118
7119         printk(KERN_ERR
7120                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7121                         file, line);
7122         printk(KERN_ERR
7123                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7124                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7125                         current->pid, current->comm);
7126
7127         debug_show_held_locks(current);
7128         if (irqs_disabled())
7129                 print_irqtrace_events(current);
7130         dump_stack();
7131 }
7132 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7133 #endif
7134
7135 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7136 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7137 {
7138         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7139         int old_prio = p->prio;
7140         int on_rq;
7141
7142         on_rq = p->on_rq;
7143         if (on_rq)
7144                 dequeue_task(rq, p, 0);
7145         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7146         if (on_rq) {
7147                 enqueue_task(rq, p, 0);
7148                 resched_task(rq->curr);
7149         }
7150
7151         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7152 }
7153
7154 void normalize_rt_tasks(void)
7155 {
7156         struct task_struct *g, *p;
7157         unsigned long flags;
7158         struct rq *rq;
7159
7160         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7161         do_each_thread(g, p) {
7162                 /*
7163                  * Only normalize user tasks:
7164                  */
7165                 if (!p->mm)
7166                         continue;
7167
7168                 p->se.exec_start                = 0;
7169 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7170                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7171                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7172                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7173 #endif
7174
7175                 if (!rt_task(p)) {
7176                         /*
7177                          * Renice negative nice level userspace
7178                          * tasks back to 0:
7179                          */
7180                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7181                                 set_user_nice(p, 0);
7182                         continue;
7183                 }
7184
7185                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7186                 rq = __task_rq_lock(p);
7187
7188                 normalize_task(rq, p);
7189
7190                 __task_rq_unlock(rq);
7191                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7192         } while_each_thread(g, p);
7193
7194         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7195 }
7196
7197 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7198
7199 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7200 /*
7201  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7202  *
7203  * They can only be called when the whole system has been
7204  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7205  * activity can take place. Using them for anything else would
7206  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7207  * under any other configuration.
7208  */
7209
7210 /**
7211  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7212  * @cpu: the processor in question.
7213  *
7214  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7215  */
7216 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7217 {
7218         return cpu_curr(cpu);
7219 }
7220
7221 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7222
7223 #ifdef CONFIG_IA64
7224 /**
7225  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7226  * @cpu: the processor in question.
7227  * @p: the task pointer to set.
7228  *
7229  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7230  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7231  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7232  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7233  * and caller must save the original value of the current task (see
7234  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7235  * re-starting the system.
7236  *
7237  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7238  */
7239 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7240 {
7241         cpu_curr(cpu) = p;
7242 }
7243
7244 #endif
7245
7246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7247 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7248 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7249
7250 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7251 {
7252         free_fair_sched_group(tg);
7253         free_rt_sched_group(tg);
7254         autogroup_free(tg);
7255         kfree(tg);
7256 }
7257
7258 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7259 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7260 {
7261         struct task_group *tg;
7262
7263         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7264         if (!tg)
7265                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7266
7267         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7268                 goto err;
7269
7270         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7271                 goto err;
7272
7273         return tg;
7274
7275 err:
7276         free_sched_group(tg);
7277         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7278 }
7279
7280 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7281 {
7282         unsigned long flags;
7283
7284         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7285         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7286
7287         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7288
7289         tg->parent = parent;
7290         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7291         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7292         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7293 }
7294
7295 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7296 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7297 {
7298         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7299         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7300 }
7301
7302 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7303 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7304 {
7305         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7306         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7307 }
7308
7309 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7310 {
7311         unsigned long flags;
7312         int i;
7313
7314         /* end participation in shares distribution */
7315         for_each_possible_cpu(i)
7316                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7317
7318         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7319         list_del_rcu(&tg->list);
7320         list_del_rcu(&tg->siblings);
7321         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7322 }
7323
7324 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7325  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7326  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7327  *      reflect its new group.
7328  */
7329 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7330 {
7331         struct task_group *tg;
7332         int on_rq, running;
7333         unsigned long flags;
7334         struct rq *rq;
7335
7336         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7337
7338         running = task_current(rq, tsk);
7339         on_rq = tsk->on_rq;
7340
7341         if (on_rq)
7342                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7343         if (unlikely(running))
7344                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7345
7346         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7347                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7348                           struct task_group, css);
7349         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7350         tsk->sched_task_group = tg;
7351
7352 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7353         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7354                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7355         else
7356 #endif
7357                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7358
7359         if (unlikely(running))
7360                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7361         if (on_rq)
7362                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7363
7364         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7365 }
7366 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7367
7368 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7369 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7370 {
7371         if (runtime == RUNTIME_INF)
7372                 return 1ULL << 20;
7373
7374         return div64_u64(runtime << 20, period);
7375 }
7376 #endif
7377
7378 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7379 /*
7380  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7381  */
7382 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7383
7384 /* Must be called with tasklist_lock held */
7385 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7386 {
7387         struct task_struct *g, *p;
7388
7389         do_each_thread(g, p) {
7390                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7391                         return 1;
7392         } while_each_thread(g, p);
7393
7394         return 0;
7395 }
7396
7397 struct rt_schedulable_data {
7398         struct task_group *tg;
7399         u64 rt_period;
7400         u64 rt_runtime;
7401 };
7402
7403 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7404 {
7405         struct rt_schedulable_data *d = data;
7406         struct task_group *child;
7407         unsigned long total, sum = 0;
7408         u64 period, runtime;
7409
7410         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7411         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7412
7413         if (tg == d->tg) {
7414                 period = d->rt_period;
7415                 runtime = d->rt_runtime;
7416         }
7417
7418         /*
7419          * Cannot have more runtime than the period.
7420          */
7421         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7422                 return -EINVAL;
7423
7424         /*
7425          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7426          */
7427         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7428                 return -EBUSY;
7429
7430         total = to_ratio(period, runtime);
7431
7432         /*
7433          * Nobody can have more than the global setting allows.
7434          */
7435         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7436                 return -EINVAL;
7437
7438         /*
7439          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7440          */
7441         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7442                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7443                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7444
7445                 if (child == d->tg) {
7446                         period = d->rt_period;
7447                         runtime = d->rt_runtime;
7448                 }
7449
7450                 sum += to_ratio(period, runtime);
7451         }
7452
7453         if (sum > total)
7454                 return -EINVAL;
7455
7456         return 0;
7457 }
7458
7459 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7460 {
7461         int ret;
7462
7463         struct rt_schedulable_data data = {
7464                 .tg = tg,
7465                 .rt_period = period,
7466                 .rt_runtime = runtime,
7467         };
7468
7469         rcu_read_lock();
7470         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7471         rcu_read_unlock();
7472
7473         return ret;
7474 }
7475
7476 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7477                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7478 {
7479         int i, err = 0;
7480
7481         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7482         read_lock(&tasklist_lock);
7483         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7484         if (err)
7485                 goto unlock;
7486
7487         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7488         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7489         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7490
7491         for_each_possible_cpu(i) {
7492                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7493
7494                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7495                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7496                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7497         }
7498         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7499 unlock:
7500         read_unlock(&tasklist_lock);
7501         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7502
7503         return err;
7504 }
7505
7506 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7507 {
7508         u64 rt_runtime, rt_period;
7509
7510         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7511         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7512         if (rt_runtime_us < 0)
7513                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7514
7515         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7516 }
7517
7518 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7519 {
7520         u64 rt_runtime_us;
7521
7522         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7523                 return -1;
7524
7525         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7526         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7527         return rt_runtime_us;
7528 }
7529
7530 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7531 {
7532         u64 rt_runtime, rt_period;
7533
7534         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7535         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7536
7537         if (rt_period == 0)
7538                 return -EINVAL;
7539
7540         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7541 }
7542
7543 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7544 {
7545         u64 rt_period_us;
7546
7547         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7548         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7549         return rt_period_us;
7550 }
7551
7552 static int sched_rt_global_constraints(void)
7553 {
7554         u64 runtime, period;
7555         int ret = 0;
7556
7557         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7558                 return -EINVAL;
7559
7560         runtime = global_rt_runtime();
7561         period = global_rt_period();
7562
7563         /*
7564          * Sanity check on the sysctl variables.
7565          */
7566         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7567                 return -EINVAL;
7568
7569         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7570         read_lock(&tasklist_lock);
7571         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7572         read_unlock(&tasklist_lock);
7573         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7574
7575         return ret;
7576 }
7577
7578 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7579 {
7580         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7581         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7582                 return 0;
7583
7584         return 1;
7585 }
7586
7587 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7588 static int sched_rt_global_constraints(void)
7589 {
7590         unsigned long flags;
7591         int i;
7592
7593         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7594                 return -EINVAL;
7595
7596         /*
7597          * There's always some RT tasks in the root group
7598          * -- migration, kstopmachine etc..
7599          */
7600         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7601                 return -EBUSY;
7602
7603         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7604         for_each_possible_cpu(i) {
7605                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7606
7607                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7608                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7609                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7610         }
7611         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7612
7613         return 0;
7614 }
7615 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7616
7617 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7618                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7619                 loff_t *ppos)
7620 {
7621         int ret;
7622         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7623
7624         mutex_lock(&mutex);
7625         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7626         /* make sure that internally we keep jiffies */
7627         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7628         if (!ret && write) {
7629                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7630                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7631         }
7632         mutex_unlock(&mutex);
7633         return ret;
7634 }
7635
7636 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7637                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7638                 loff_t *ppos)
7639 {
7640         int ret;
7641         int old_period, old_runtime;
7642         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7643
7644         mutex_lock(&mutex);
7645         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7646         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7647
7648         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7649
7650         if (!ret && write) {
7651                 ret = sched_rt_global_constraints();
7652                 if (ret) {
7653                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7654                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7655                 } else {
7656                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7657                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7658                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7659                 }
7660         }
7661         mutex_unlock(&mutex);
7662
7663         return ret;
7664 }
7665
7666 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7667
7668 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7669 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7670 {
7671         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7672                             struct task_group, css);
7673 }
7674
7675 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7676 {
7677         struct task_group *tg, *parent;
7678
7679         if (!cgrp->parent) {
7680                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7681                 return &root_task_group.css;
7682         }
7683
7684         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7685         tg = sched_create_group(parent);
7686         if (IS_ERR(tg))
7687                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7688
7689         return &tg->css;
7690 }
7691
7692 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7693 {
7694         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7695         struct task_group *parent;
7696
7697         if (!cgrp->parent)
7698                 return 0;
7699
7700         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7701         sched_online_group(tg, parent);
7702         return 0;
7703 }
7704
7705 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7706 {
7707         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7708
7709         sched_destroy_group(tg);
7710 }
7711
7712 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7713 {
7714         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7715
7716         sched_offline_group(tg);
7717 }
7718
7719 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7720                                  struct cgroup_taskset *tset)
7721 {
7722         struct task_struct *task;
7723
7724         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7725 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7726                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7727                         return -EINVAL;
7728 #else
7729                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7730                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7731                         return -EINVAL;
7732 #endif
7733         }
7734         return 0;
7735 }
7736
7737 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7738                               struct cgroup_taskset *tset)
7739 {
7740         struct task_struct *task;
7741
7742         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7743                 sched_move_task(task);
7744 }
7745
7746 static void
7747 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7748                 struct task_struct *task)
7749 {
7750         /*
7751          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7752          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7753          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7754          */
7755         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7756                 return;
7757
7758         sched_move_task(task);
7759 }
7760
7761 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7762 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7763                                 u64 shareval)
7764 {
7765         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7766 }
7767
7768 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7769 {
7770         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7771
7772         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7773 }
7774
7775 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7776 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7777
7778 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7779 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7780
7781 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7782
7783 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7784 {
7785         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7786         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7787
7788         if (tg == &root_task_group)
7789                 return -EINVAL;
7790
7791         /*
7792          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7793          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7794          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7795          */
7796         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7797                 return -EINVAL;
7798
7799         /*
7800          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7801          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7802          * feasibility.
7803          */
7804         if (period > max_cfs_quota_period)
7805                 return -EINVAL;
7806
7807         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7808         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7809         if (ret)
7810                 goto out_unlock;
7811
7812         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7813         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7814         /*
7815          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7816          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7817          */
7818         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7819                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7820         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7821         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7822         cfs_b->quota = quota;
7823
7824         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7825         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7826         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7827                 /* force a reprogram */
7828                 cfs_b->timer_active = 0;
7829                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7830         }
7831         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7832
7833         for_each_possible_cpu(i) {
7834                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7835                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7836
7837                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7838                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7839                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7840
7841                 if (cfs_rq->throttled)
7842                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7843                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7844         }
7845         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7846                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7847 out_unlock:
7848         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7849
7850         return ret;
7851 }
7852
7853 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7854 {
7855         u64 quota, period;
7856
7857         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7858         if (cfs_quota_us < 0)
7859                 quota = RUNTIME_INF;
7860         else
7861                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7862
7863         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7864 }
7865
7866 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7867 {
7868         u64 quota_us;
7869
7870         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7871                 return -1;
7872
7873         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7874         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7875
7876         return quota_us;
7877 }
7878
7879 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7880 {
7881         u64 quota, period;
7882
7883         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7884         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7885
7886         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7887 }
7888
7889 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7890 {
7891         u64 cfs_period_us;
7892
7893         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7894         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7895
7896         return cfs_period_us;
7897 }
7898
7899 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7900 {
7901         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7902 }
7903
7904 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7905                                 s64 cfs_quota_us)
7906 {
7907         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7908 }
7909
7910 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7911 {
7912         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7913 }
7914
7915 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7916                                 u64 cfs_period_us)
7917 {
7918         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7919 }
7920
7921 struct cfs_schedulable_data {
7922         struct task_group *tg;
7923         u64 period, quota;
7924 };
7925
7926 /*
7927  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7928  * note: units are usecs
7929  */
7930 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7931                                struct cfs_schedulable_data *d)
7932 {
7933         u64 quota, period;
7934
7935         if (tg == d->tg) {
7936                 period = d->period;
7937                 quota = d->quota;
7938         } else {
7939                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7940                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7941         }
7942
7943         /* note: these should typically be equivalent */
7944         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7945                 return RUNTIME_INF;
7946
7947         return to_ratio(period, quota);
7948 }
7949
7950 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7951 {
7952         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7953         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7954         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7955
7956         if (!tg->parent) {
7957                 quota = RUNTIME_INF;
7958         } else {
7959                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7960
7961                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7962                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7963
7964                 /*
7965                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7966                  * limit is set
7967                  */
7968                 if (quota == RUNTIME_INF)
7969                         quota = parent_quota;
7970                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7971                         return -EINVAL;
7972         }
7973         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7974
7975         return 0;
7976 }
7977
7978 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7979 {
7980         int ret;
7981         struct cfs_schedulable_data data = {
7982                 .tg = tg,
7983                 .period = period,
7984                 .quota = quota,
7985         };
7986
7987         if (quota != RUNTIME_INF) {
7988                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7989                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7990         }
7991
7992         rcu_read_lock();
7993         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7994         rcu_read_unlock();
7995
7996         return ret;
7997 }
7998
7999 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8000                 struct cgroup_map_cb *cb)
8001 {
8002         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
8003         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8004
8005         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
8006         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
8007         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
8008
8009         return 0;
8010 }
8011 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8012 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8013
8014 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8015 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8016                                 s64 val)
8017 {
8018         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
8019 }
8020
8021 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8022 {
8023         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
8024 }
8025
8026 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8027                 u64 rt_period_us)
8028 {
8029         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
8030 }
8031
8032 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8033 {
8034         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
8035 }
8036 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8037
8038 static struct cftype cpu_files[] = {
8039 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8040         {
8041                 .name = "shares",
8042                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8043                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8044         },
8045 #endif
8046 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8047         {
8048                 .name = "cfs_quota_us",
8049                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8050                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8051         },
8052         {
8053                 .name = "cfs_period_us",
8054                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8055                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8056         },
8057         {
8058                 .name = "stat",
8059                 .read_map = cpu_stats_show,
8060         },
8061 #endif
8062 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8063         {
8064                 .name = "rt_runtime_us",
8065                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8066                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8067         },
8068         {
8069                 .name = "rt_period_us",
8070                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8071                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8072         },
8073 #endif
8074         { }     /* terminate */
8075 };
8076
8077 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8078         .name           = "cpu",
8079         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8080         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8081         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8082         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8083         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8084         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8085         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8086         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8087         .base_cftypes   = cpu_files,
8088         .early_init     = 1,
8089 };
8090
8091 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8092
8093 void dump_cpu_task(int cpu)
8094 {
8095         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8096         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8097 }