]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge 3.9-rc7 intp tty-next
[karo-tx-linux.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
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
519
520 void resched_task(struct task_struct *p)
521 {
522         int cpu;
523
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
525
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
528
529         set_tsk_need_resched(p);
530
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
534
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
539 }
540
541 void resched_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
545
546         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
547                 return;
548         resched_task(cpu_curr(cpu));
549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
550 }
551
552 #ifdef CONFIG_NO_HZ
553 /*
554  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
555  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
556  *
557  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
558  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
559  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
560  */
561 int get_nohz_timer_target(void)
562 {
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         rcu_read_lock();
568         for_each_domain(cpu, sd) {
569                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
570                         if (!idle_cpu(i)) {
571                                 cpu = i;
572                                 goto unlock;
573                         }
574                 }
575         }
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         /*
598          * This is safe, as this function is called with the timer
599          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
600          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
601          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
602          * timer into account automatically.
603          */
604         if (rq->curr != rq->idle)
605                 return;
606
607         /*
608          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
609          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
610          * idle task through an additional NOOP schedule()
611          */
612         set_tsk_need_resched(rq->idle);
613
614         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
615         smp_mb();
616         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
624 }
625
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
627
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
629 {
630         return false;
631 }
632
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
634
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
636 {
637         s64 period = sched_avg_period();
638
639         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
640                 /*
641                  * Inline assembly required to prevent the compiler
642                  * optimising this loop into a divmod call.
643                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
644                  */
645                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
646                 rq->age_stamp += period;
647                 rq->rt_avg /= 2;
648         }
649 }
650
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
653 {
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
656 }
657 #endif /* CONFIG_SMP */
658
659 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
660                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
661 /*
662  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
663  * node and @up when leaving it for the final time.
664  *
665  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
666  */
667 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
668                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
669 {
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
672
673         parent = from;
674
675 down:
676         ret = (*down)(parent, data);
677         if (ret)
678                 goto out;
679         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
680                 parent = child;
681                 goto down;
682
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
689
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
696 }
697
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
699 {
700         return 0;
701 }
702 #endif
703
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
705 {
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
708
709         /*
710          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
711          */
712         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
713                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
714                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
715                 return;
716         }
717
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
720 }
721
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
734 }
735
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
737 {
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
740
741         enqueue_task(rq, p, flags);
742 }
743
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
745 {
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
748
749         dequeue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
753 {
754 /*
755  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
756  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
757  */
758 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
759         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
760 #endif
761 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
762         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
763
764         /*
765          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
766          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
767          * {soft,}irq region.
768          *
769          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
770          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
771          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
772          * monotonic.
773          *
774          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
775          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
776          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
777          * atomic ops.
778          */
779         if (irq_delta > delta)
780                 irq_delta = delta;
781
782         rq->prev_irq_time += irq_delta;
783         delta -= irq_delta;
784 #endif
785 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
786         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
787                 u64 st;
788
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
791
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
794
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
797
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
799
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
803
804         rq->clock_task += delta;
805
806 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
807         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
808                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
809 #endif
810 }
811
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
813 {
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
816
817         if (stop) {
818                 /*
819                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
820                  * userspace knows about and won't get confused about.
821                  *
822                  * Also, it will make PI more or less work without too
823                  * much confusion -- but then, stop work should not
824                  * rely on PI working anyway.
825                  */
826                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
827
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
830
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
832
833         if (old_stop) {
834                 /*
835                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
836                  * it can die in pieces.
837                  */
838                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
839         }
840 }
841
842 /*
843  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
844  */
845 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
846 {
847         return p->static_prio;
848 }
849
850 /*
851  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
852  * without taking RT-inheritance into account. Might be
853  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
854  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
855  * estimator recalculates.
856  */
857 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio;
860
861         if (task_has_rt_policy(p))
862                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
863         else
864                 prio = __normal_prio(p);
865         return prio;
866 }
867
868 /*
869  * Calculate the current priority, i.e. the priority
870  * taken into account by the scheduler. This value might
871  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
872  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
873  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
874  */
875 static int effective_prio(struct task_struct *p)
876 {
877         p->normal_prio = normal_prio(p);
878         /*
879          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
880          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
881          * to the normal priority:
882          */
883         if (!rt_prio(p->prio))
884                 return p->normal_prio;
885         return p->prio;
886 }
887
888 /**
889  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
890  * @p: the task in question.
891  */
892 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
893 {
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
895 }
896
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
900 {
901         if (prev_class != p->sched_class) {
902                 if (prev_class->switched_from)
903                         prev_class->switched_from(rq, p);
904                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
905         } else if (oldprio != p->prio)
906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
907 }
908
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
910 {
911         const struct sched_class *class;
912
913         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
914                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
915         } else {
916                 for_each_class(class) {
917                         if (class == rq->curr->sched_class)
918                                 break;
919                         if (class == p->sched_class) {
920                                 resched_task(rq->curr);
921                                 break;
922                         }
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
928          * this case, we can save a useless back to back clock update.
929          */
930         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
931                 rq->skip_clock_update = 1;
932 }
933
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
935
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
937 {
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
943 {
944 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
945         /*
946          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
947          * ttwu() will sort out the placement.
948          */
949         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
950                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
951
952 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
953         /*
954          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
955          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
956          *
957          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
958          * see task_group().
959          *
960          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
961          * task_rq_lock().
962          */
963         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
964                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
965 #endif
966 #endif
967
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
969
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
972
973                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
974                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
975                 p->se.nr_migrations++;
976                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
977
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
981
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
984
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
986 }
987
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
992
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
994
995 /*
996  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
997  *
998  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
999  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1000  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1001  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1002  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1003  * @p has remained unscheduled the whole time.
1004  *
1005  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1006  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1007  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1008  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1009  * waiting to become inactive.
1010  */
1011 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         for (;;) {
1019                 /*
1020                  * We do the initial early heuristics without holding
1021                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1022                  * the runqueue lock when things look like they will
1023                  * work out!
1024                  */
1025                 rq = task_rq(p);
1026
1027                 /*
1028                  * If the task is actively running on another CPU
1029                  * still, just relax and busy-wait without holding
1030                  * any locks.
1031                  *
1032                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1033                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1034                  * But we don't care, since "task_running()" will
1035                  * return false if the runqueue has changed and p
1036                  * is actually now running somewhere else!
1037                  */
1038                 while (task_running(rq, p)) {
1039                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1040                                 return 0;
1041                         cpu_relax();
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1046                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1047                  * just go back and repeat.
1048                  */
1049                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1050                 trace_sched_wait_task(p);
1051                 running = task_running(rq, p);
1052                 on_rq = p->on_rq;
1053                 ncsw = 0;
1054                 if (!match_state || p->state == match_state)
1055                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1056                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1057
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Was it really running after all now that we
1066                  * checked with the proper locks actually held?
1067                  *
1068                  * Oops. Go back and try again..
1069                  */
1070                 if (unlikely(running)) {
1071                         cpu_relax();
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * It's not enough that it's not actively running,
1077                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1078                  * preempted!
1079                  *
1080                  * So if it was still runnable (but just not actively
1081                  * running right now), it's preempted, and we should
1082                  * yield - it could be a while.
1083                  */
1084                 if (unlikely(on_rq)) {
1085                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1086
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
1091
1092                 /*
1093                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1094                  * runnable, which means that it will never become
1095                  * running in the future either. We're all done!
1096                  */
1097                 break;
1098         }
1099
1100         return ncsw;
1101 }
1102
1103 /***
1104  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1105  * @p: the to-be-kicked thread
1106  *
1107  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1108  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1109  *
1110  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1111  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1112  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1113  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1114  * achieved as well.
1115  */
1116 void kick_process(struct task_struct *p)
1117 {
1118         int cpu;
1119
1120         preempt_disable();
1121         cpu = task_cpu(p);
1122         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         preempt_enable();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130 /*
1131  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1132  */
1133 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1134 {
1135         int nid = cpu_to_node(cpu);
1136         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1137         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1138         int dest_cpu;
1139
1140         /*
1141          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1142          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1143          * select the cpu on the other node.
1144          */
1145         if (nid != -1) {
1146                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1147
1148                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1149                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1150                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1151                                 continue;
1152                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1153                                 continue;
1154                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1155                                 return dest_cpu;
1156                 }
1157         }
1158
1159         for (;;) {
1160                 /* Any allowed, online CPU? */
1161                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1162                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1163                                 continue;
1164                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1165                                 continue;
1166                         goto out;
1167                 }
1168
1169                 switch (state) {
1170                 case cpuset:
1171                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1172                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1173                         state = possible;
1174                         break;
1175
1176                 case possible:
1177                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1178                         state = fail;
1179                         break;
1180
1181                 case fail:
1182                         BUG();
1183                         break;
1184                 }
1185         }
1186
1187 out:
1188         if (state != cpuset) {
1189                 /*
1190                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1191                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1192                  * leave kernel.
1193                  */
1194                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1195                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1196                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1197                 }
1198         }
1199
1200         return dest_cpu;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1205  */
1206 static inline
1207 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1208 {
1209         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1210
1211         /*
1212          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1213          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1214          * cpu.
1215          *
1216          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1217          *
1218          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1219          *   not worry about this generic constraint ]
1220          */
1221         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1222                      !cpu_online(cpu)))
1223                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1224
1225         return cpu;
1226 }
1227
1228 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1229 {
1230         s64 diff = sample - *avg;
1231         *avg += diff >> 3;
1232 }
1233 #endif
1234
1235 static void
1236 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1237 {
1238 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1239         struct rq *rq = this_rq();
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242         int this_cpu = smp_processor_id();
1243
1244         if (cpu == this_cpu) {
1245                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1246                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1247         } else {
1248                 struct sched_domain *sd;
1249
1250                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1251                 rcu_read_lock();
1252                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1253                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1254                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1255                                 break;
1256                         }
1257                 }
1258                 rcu_read_unlock();
1259         }
1260
1261         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1262                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1263
1264 #endif /* CONFIG_SMP */
1265
1266         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1267         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1268
1269         if (wake_flags & WF_SYNC)
1270                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1271
1272 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1273 }
1274
1275 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1276 {
1277         activate_task(rq, p, en_flags);
1278         p->on_rq = 1;
1279
1280         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1281         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1282                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1287  */
1288 static void
1289 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1290 {
1291         trace_sched_wakeup(p, true);
1292         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1293
1294         p->state = TASK_RUNNING;
1295 #ifdef CONFIG_SMP
1296         if (p->sched_class->task_woken)
1297                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1298
1299         if (rq->idle_stamp) {
1300                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1301                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1302
1303                 if (delta > max)
1304                         rq->avg_idle = max;
1305                 else
1306                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1307                 rq->idle_stamp = 0;
1308         }
1309 #endif
1310 }
1311
1312 static void
1313 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1314 {
1315 #ifdef CONFIG_SMP
1316         if (p->sched_contributes_to_load)
1317                 rq->nr_uninterruptible--;
1318 #endif
1319
1320         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1321         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1326  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1327  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1328  * the task is still ->on_rq.
1329  */
1330 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1331 {
1332         struct rq *rq;
1333         int ret = 0;
1334
1335         rq = __task_rq_lock(p);
1336         if (p->on_rq) {
1337                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1338                 ret = 1;
1339         }
1340         __task_rq_unlock(rq);
1341
1342         return ret;
1343 }
1344
1345 #ifdef CONFIG_SMP
1346 static void sched_ttwu_pending(void)
1347 {
1348         struct rq *rq = this_rq();
1349         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1350         struct task_struct *p;
1351
1352         raw_spin_lock(&rq->lock);
1353
1354         while (llist) {
1355                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1356                 llist = llist_next(llist);
1357                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1358         }
1359
1360         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1361 }
1362
1363 void scheduler_ipi(void)
1364 {
1365         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1366                 return;
1367
1368         /*
1369          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1370          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1371          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1372          * we do call them.
1373          *
1374          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1375          * properly.
1376          *
1377          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1378          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1379          * somewhat pessimize the simple resched case.
1380          */
1381         irq_enter();
1382         sched_ttwu_pending();
1383
1384         /*
1385          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1386          */
1387         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1388                 this_rq()->idle_balance = 1;
1389                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1390         }
1391         irq_exit();
1392 }
1393
1394 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1395 {
1396         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1397                 smp_send_reschedule(cpu);
1398 }
1399
1400 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1401 {
1402         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1403 }
1404 #endif /* CONFIG_SMP */
1405
1406 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1407 {
1408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1409
1410 #if defined(CONFIG_SMP)
1411         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1412                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1413                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1414                 return;
1415         }
1416 #endif
1417
1418         raw_spin_lock(&rq->lock);
1419         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1420         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1421 }
1422
1423 /**
1424  * try_to_wake_up - wake up a thread
1425  * @p: the thread to be awakened
1426  * @state: the mask of task states that can be woken
1427  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1428  *
1429  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1430  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1431  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1432  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1433  * runnable without the overhead of this.
1434  *
1435  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1436  * or @state didn't match @p's state.
1437  */
1438 static int
1439 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1440 {
1441         unsigned long flags;
1442         int cpu, success = 0;
1443
1444         smp_wmb();
1445         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1446         if (!(p->state & state))
1447                 goto out;
1448
1449         success = 1; /* we're going to change ->state */
1450         cpu = task_cpu(p);
1451
1452         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1453                 goto stat;
1454
1455 #ifdef CONFIG_SMP
1456         /*
1457          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1458          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1459          */
1460         while (p->on_cpu)
1461                 cpu_relax();
1462         /*
1463          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1464          */
1465         smp_rmb();
1466
1467         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1468         p->state = TASK_WAKING;
1469
1470         if (p->sched_class->task_waking)
1471                 p->sched_class->task_waking(p);
1472
1473         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1474         if (task_cpu(p) != cpu) {
1475                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1476                 set_task_cpu(p, cpu);
1477         }
1478 #endif /* CONFIG_SMP */
1479
1480         ttwu_queue(p, cpu);
1481 stat:
1482         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1483 out:
1484         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1485
1486         return success;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1491  * @p: the thread to be awakened
1492  *
1493  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1494  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1495  * the current task.
1496  */
1497 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1498 {
1499         struct rq *rq = task_rq(p);
1500
1501         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1502             WARN_ON_ONCE(p == current))
1503                 return;
1504
1505         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1506
1507         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1508                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1509                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1510                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1511         }
1512
1513         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1514                 goto out;
1515
1516         if (!p->on_rq)
1517                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1518
1519         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1520         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1521 out:
1522         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1523 }
1524
1525 /**
1526  * wake_up_process - Wake up a specific process
1527  * @p: The process to be woken up.
1528  *
1529  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1530  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1531  * running.
1532  *
1533  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1534  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1535  */
1536 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1537 {
1538         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1539         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1540 }
1541 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1542
1543 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1544 {
1545         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1550  * p is forked by current.
1551  *
1552  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1553  */
1554 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1555 {
1556         p->on_rq                        = 0;
1557
1558         p->se.on_rq                     = 0;
1559         p->se.exec_start                = 0;
1560         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1561         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1562         p->se.nr_migrations             = 0;
1563         p->se.vruntime                  = 0;
1564         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1565
1566 /*
1567  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1568  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1569  * load-balance).
1570  */
1571 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1572         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1573         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1574 #endif
1575 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1576         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1577 #endif
1578
1579         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1580
1581 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1582         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1583 #endif
1584
1585 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1586         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1587                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1588                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1589                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1590         }
1591
1592         p->node_stamp = 0ULL;
1593         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1594         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1595         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1596         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1597 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1598 }
1599
1600 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1601 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1602 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1603 {
1604         if (enabled)
1605                 sched_feat_set("NUMA");
1606         else
1607                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1608 }
1609 #else
1610 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1611
1612 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1613 {
1614         numabalancing_enabled = enabled;
1615 }
1616 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1617 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1618
1619 /*
1620  * fork()/clone()-time setup:
1621  */
1622 void sched_fork(struct task_struct *p)
1623 {
1624         unsigned long flags;
1625         int cpu = get_cpu();
1626
1627         __sched_fork(p);
1628         /*
1629          * We mark the process as running here. This guarantees that
1630          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1631          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1632          */
1633         p->state = TASK_RUNNING;
1634
1635         /*
1636          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1637          */
1638         p->prio = current->normal_prio;
1639
1640         /*
1641          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1642          */
1643         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1644                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1645                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1646                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1647                         p->rt_priority = 0;
1648                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1649                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1650
1651                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1652                 set_load_weight(p);
1653
1654                 /*
1655                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1656                  * fulfilled its duty:
1657                  */
1658                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1659         }
1660
1661         if (!rt_prio(p->prio))
1662                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1663
1664         if (p->sched_class->task_fork)
1665                 p->sched_class->task_fork(p);
1666
1667         /*
1668          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1669          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1670          * is ran before sched_fork().
1671          *
1672          * Silence PROVE_RCU.
1673          */
1674         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1675         set_task_cpu(p, cpu);
1676         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1677
1678 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1679         if (likely(sched_info_on()))
1680                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1681 #endif
1682 #if defined(CONFIG_SMP)
1683         p->on_cpu = 0;
1684 #endif
1685 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1686         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1687         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1688 #endif
1689 #ifdef CONFIG_SMP
1690         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1691 #endif
1692
1693         put_cpu();
1694 }
1695
1696 /*
1697  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1698  *
1699  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1700  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1701  * on the runqueue and wakes it.
1702  */
1703 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1704 {
1705         unsigned long flags;
1706         struct rq *rq;
1707
1708         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1709 #ifdef CONFIG_SMP
1710         /*
1711          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1712          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1713          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1714          */
1715         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1716 #endif
1717
1718         rq = __task_rq_lock(p);
1719         activate_task(rq, p, 0);
1720         p->on_rq = 1;
1721         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1722         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724         if (p->sched_class->task_woken)
1725                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1726 #endif
1727         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1728 }
1729
1730 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1731
1732 /**
1733  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1734  * @notifier: notifier struct to register
1735  */
1736 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1737 {
1738         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1741
1742 /**
1743  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1744  * @notifier: notifier struct to unregister
1745  *
1746  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1747  */
1748 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1749 {
1750         hlist_del(&notifier->link);
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1753
1754 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1755 {
1756         struct preempt_notifier *notifier;
1757
1758         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1759                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1760 }
1761
1762 static void
1763 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1764                                  struct task_struct *next)
1765 {
1766         struct preempt_notifier *notifier;
1767
1768         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1769                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1770 }
1771
1772 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1773
1774 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1775 {
1776 }
1777
1778 static void
1779 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1780                                  struct task_struct *next)
1781 {
1782 }
1783
1784 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1785
1786 /**
1787  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1788  * @rq: the runqueue preparing to switch
1789  * @prev: the current task that is being switched out
1790  * @next: the task we are going to switch to.
1791  *
1792  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1793  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1794  * switch.
1795  *
1796  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1797  * hooks.
1798  */
1799 static inline void
1800 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1801                     struct task_struct *next)
1802 {
1803         trace_sched_switch(prev, next);
1804         sched_info_switch(prev, next);
1805         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1806         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1807         prepare_lock_switch(rq, next);
1808         prepare_arch_switch(next);
1809 }
1810
1811 /**
1812  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1813  * @rq: runqueue associated with task-switch
1814  * @prev: the thread we just switched away from.
1815  *
1816  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1817  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1818  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1819  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1820  *
1821  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1822  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1823  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1824  * details.)
1825  */
1826 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1827         __releases(rq->lock)
1828 {
1829         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1830         long prev_state;
1831
1832         rq->prev_mm = NULL;
1833
1834         /*
1835          * A task struct has one reference for the use as "current".
1836          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1837          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1838          * the scheduled task must drop that reference.
1839          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1840          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1841          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1842          * be dropped twice.
1843          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1844          */
1845         prev_state = prev->state;
1846         vtime_task_switch(prev);
1847         finish_arch_switch(prev);
1848         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1849         finish_lock_switch(rq, prev);
1850         finish_arch_post_lock_switch();
1851
1852         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1853         if (mm)
1854                 mmdrop(mm);
1855         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1856                 /*
1857                  * Remove function-return probe instances associated with this
1858                  * task and put them back on the free list.
1859                  */
1860                 kprobe_flush_task(prev);
1861                 put_task_struct(prev);
1862         }
1863 }
1864
1865 #ifdef CONFIG_SMP
1866
1867 /* assumes rq->lock is held */
1868 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1869 {
1870         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1871                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1872 }
1873
1874 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1875 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1876 {
1877         if (rq->post_schedule) {
1878                 unsigned long flags;
1879
1880                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1881                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1882                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1883                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1884
1885                 rq->post_schedule = 0;
1886         }
1887 }
1888
1889 #else
1890
1891 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1892 {
1893 }
1894
1895 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1896 {
1897 }
1898
1899 #endif
1900
1901 /**
1902  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1903  * @prev: the thread we just switched away from.
1904  */
1905 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1906         __releases(rq->lock)
1907 {
1908         struct rq *rq = this_rq();
1909
1910         finish_task_switch(rq, prev);
1911
1912         /*
1913          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1914          * task_switch?
1915          */
1916         post_schedule(rq);
1917
1918 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1919         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1920         preempt_enable();
1921 #endif
1922         if (current->set_child_tid)
1923                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1924 }
1925
1926 /*
1927  * context_switch - switch to the new MM and the new
1928  * thread's register state.
1929  */
1930 static inline void
1931 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1932                struct task_struct *next)
1933 {
1934         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1935
1936         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1937
1938         mm = next->mm;
1939         oldmm = prev->active_mm;
1940         /*
1941          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1942          * combine the page table reload and the switch backend into
1943          * one hypercall.
1944          */
1945         arch_start_context_switch(prev);
1946
1947         if (!mm) {
1948                 next->active_mm = oldmm;
1949                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1950                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1951         } else
1952                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1953
1954         if (!prev->mm) {
1955                 prev->active_mm = NULL;
1956                 rq->prev_mm = oldmm;
1957         }
1958         /*
1959          * Since the runqueue lock will be released by the next
1960          * task (which is an invalid locking op but in the case
1961          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1962          * do an early lockdep release here:
1963          */
1964 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1965         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1966 #endif
1967
1968         context_tracking_task_switch(prev, next);
1969         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1970         switch_to(prev, next, prev);
1971
1972         barrier();
1973         /*
1974          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1975          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1976          * frame will be invalid.
1977          */
1978         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1979 }
1980
1981 /*
1982  * nr_running and nr_context_switches:
1983  *
1984  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1985  * threads, total number of context switches performed since bootup.
1986  */
1987 unsigned long nr_running(void)
1988 {
1989         unsigned long i, sum = 0;
1990
1991         for_each_online_cpu(i)
1992                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1993
1994         return sum;
1995 }
1996
1997 unsigned long long nr_context_switches(void)
1998 {
1999         int i;
2000         unsigned long long sum = 0;
2001
2002         for_each_possible_cpu(i)
2003                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2004
2005         return sum;
2006 }
2007
2008 unsigned long nr_iowait(void)
2009 {
2010         unsigned long i, sum = 0;
2011
2012         for_each_possible_cpu(i)
2013                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2014
2015         return sum;
2016 }
2017
2018 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2019 {
2020         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2021         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2022 }
2023
2024 unsigned long this_cpu_load(void)
2025 {
2026         struct rq *this = this_rq();
2027         return this->cpu_load[0];
2028 }
2029
2030
2031 /*
2032  * Global load-average calculations
2033  *
2034  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2035  * in order to minimize overhead.
2036  *
2037  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2038  * nr_uninterruptible.
2039  *
2040  * Once every LOAD_FREQ:
2041  *
2042  *   nr_active = 0;
2043  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2044  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2045  *
2046  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2047  *
2048  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2049  *
2050  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2051  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2052  *    to calculating nr_active.
2053  *
2054  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2055  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2056  *
2057  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2058  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2059  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2060  *
2061  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2062  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2063  *    cpu to have completed this task.
2064  *
2065  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2066  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2067  *
2068  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2069  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2070  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2071  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2072  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2073  *    all cpus yields the correct result.
2074  *
2075  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2076  */
2077
2078 /* Variables and functions for calc_load */
2079 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2080 static unsigned long calc_load_update;
2081 unsigned long avenrun[3];
2082 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2083
2084 /**
2085  * get_avenrun - get the load average array
2086  * @loads:      pointer to dest load array
2087  * @offset:     offset to add
2088  * @shift:      shift count to shift the result left
2089  *
2090  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2091  */
2092 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2093 {
2094         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2095         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2096         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2097 }
2098
2099 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2100 {
2101         long nr_active, delta = 0;
2102
2103         nr_active = this_rq->nr_running;
2104         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2105
2106         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2107                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2108                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2109         }
2110
2111         return delta;
2112 }
2113
2114 /*
2115  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2116  */
2117 static unsigned long
2118 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2119 {
2120         load *= exp;
2121         load += active * (FIXED_1 - exp);
2122         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2123         return load >> FSHIFT;
2124 }
2125
2126 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2127 /*
2128  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2129  *
2130  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2131  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2132  * NO_HZ.
2133  *
2134  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2135  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2136  * when we read the global state.
2137  *
2138  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2139  *
2140  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2141  *    contribution, causing under-accounting.
2142  *
2143  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2144  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2145  *
2146  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2147  *
2148  *        0s            5s            10s           15s
2149  *          +10           +10           +10           +10
2150  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2151  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2152  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2153  *
2154  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2155  *    accumlating the new one.
2156  *
2157  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2158  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2159  *    busy state.
2160  *
2161  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2162  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2163  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2164  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2165  *    LOAD_FREQ intervals.
2166  *
2167  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2168  */
2169 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2170 static int calc_load_idx;
2171
2172 static inline int calc_load_write_idx(void)
2173 {
2174         int idx = calc_load_idx;
2175
2176         /*
2177          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2178          * need to observe the new update time.
2179          */
2180         smp_rmb();
2181
2182         /*
2183          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2184          * next idle-delta.
2185          */
2186         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2187                 idx++;
2188
2189         return idx & 1;
2190 }
2191
2192 static inline int calc_load_read_idx(void)
2193 {
2194         return calc_load_idx & 1;
2195 }
2196
2197 void calc_load_enter_idle(void)
2198 {
2199         struct rq *this_rq = this_rq();
2200         long delta;
2201
2202         /*
2203          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2204          * into the pending idle delta.
2205          */
2206         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2207         if (delta) {
2208                 int idx = calc_load_write_idx();
2209                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2210         }
2211 }
2212
2213 void calc_load_exit_idle(void)
2214 {
2215         struct rq *this_rq = this_rq();
2216
2217         /*
2218          * If we're still before the sample window, we're done.
2219          */
2220         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2221                 return;
2222
2223         /*
2224          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2225          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2226          * sync up for the next window.
2227          */
2228         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2229         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2230                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2231 }
2232
2233 static long calc_load_fold_idle(void)
2234 {
2235         int idx = calc_load_read_idx();
2236         long delta = 0;
2237
2238         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2239                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2240
2241         return delta;
2242 }
2243
2244 /**
2245  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2246  *
2247  * @x:         base of the power
2248  * @frac_bits: fractional bits of @x
2249  * @n:         power to raise @x to.
2250  *
2251  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2252  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2253  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2254  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2255  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2256  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2257  * vector.
2258  */
2259 static unsigned long
2260 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2261 {
2262         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2263
2264         if (n) for (;;) {
2265                 if (n & 1) {
2266                         result *= x;
2267                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2268                         result >>= frac_bits;
2269                 }
2270                 n >>= 1;
2271                 if (!n)
2272                         break;
2273                 x *= x;
2274                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2275                 x >>= frac_bits;
2276         }
2277
2278         return result;
2279 }
2280
2281 /*
2282  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2283  *
2284  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2285  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2286  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2287  *
2288  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2289  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2290  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2291  *
2292  *  ...
2293  *
2294  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2295  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2296  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2297  *
2298  * [1] application of the geometric series:
2299  *
2300  *              n         1 - x^(n+1)
2301  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2302  *             i=0          1 - x
2303  */
2304 static unsigned long
2305 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2306             unsigned long active, unsigned int n)
2307 {
2308
2309         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2314  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2315  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2316  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2317  *
2318  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2319  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2320  */
2321 static void calc_global_nohz(void)
2322 {
2323         long delta, active, n;
2324
2325         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2326                 /*
2327                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2328                  */
2329                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2330                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2331
2332                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2333                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2334
2335                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2336                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2337                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2338
2339                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2340         }
2341
2342         /*
2343          * Flip the idle index...
2344          *
2345          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2346          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2347          * index, this avoids a double flip messing things up.
2348          */
2349         smp_wmb();
2350         calc_load_idx++;
2351 }
2352 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2353
2354 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2355 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2356
2357 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2358
2359 /*
2360  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2361  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2362  */
2363 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2364 {
2365         long active, delta;
2366
2367         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2368                 return;
2369
2370         /*
2371          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2372          */
2373         delta = calc_load_fold_idle();
2374         if (delta)
2375                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2376
2377         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2378         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2379
2380         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2381         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2382         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2383
2384         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2385
2386         /*
2387          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2388          */
2389         calc_global_nohz();
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2394  * active count.
2395  */
2396 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2397 {
2398         long delta;
2399
2400         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2401                 return;
2402
2403         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2404         if (delta)
2405                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2406
2407         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * End of global load-average stuff
2412  */
2413
2414 /*
2415  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2416  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2417  *
2418  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2419  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2420  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2421  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2422  *
2423  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2424  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2425  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2426  *
2427  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2428  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2429  * particular idx is approximated to be zero.
2430  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2431  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2432  * based on 128 point scale.
2433  * Example:
2434  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2435  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2436  *
2437  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2438  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2439  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2440  */
2441 #define DEGRADE_SHIFT           7
2442 static const unsigned char
2443                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2444 static const unsigned char
2445                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2446                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2447                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2448                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2449                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2450                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2451
2452 /*
2453  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2454  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2455  * adding any new load.
2456  */
2457 static unsigned long
2458 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2459 {
2460         int j = 0;
2461
2462         if (!missed_updates)
2463                 return load;
2464
2465         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2466                 return 0;
2467
2468         if (idx == 1)
2469                 return load >> missed_updates;
2470
2471         while (missed_updates) {
2472                 if (missed_updates % 2)
2473                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2474
2475                 missed_updates >>= 1;
2476                 j++;
2477         }
2478         return load;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2483  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2484  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2485  */
2486 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2487                               unsigned long pending_updates)
2488 {
2489         int i, scale;
2490
2491         this_rq->nr_load_updates++;
2492
2493         /* Update our load: */
2494         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2495         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2496                 unsigned long old_load, new_load;
2497
2498                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2499
2500                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2501                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2502                 new_load = this_load;
2503                 /*
2504                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2505                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2506                  * example.
2507                  */
2508                 if (new_load > old_load)
2509                         new_load += scale - 1;
2510
2511                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2512         }
2513
2514         sched_avg_update(this_rq);
2515 }
2516
2517 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2518 /*
2519  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2520  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2521  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2522  *
2523  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2524  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2525  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2526  * (tick_nohz_idle_exit).
2527  *
2528  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2529  */
2530
2531 /*
2532  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2533  * idle balance.
2534  */
2535 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2536 {
2537         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2538         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2539         unsigned long pending_updates;
2540
2541         /*
2542          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2543          */
2544         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2545                 return;
2546
2547         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2548         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2549
2550         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2555  */
2556 void update_cpu_load_nohz(void)
2557 {
2558         struct rq *this_rq = this_rq();
2559         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2560         unsigned long pending_updates;
2561
2562         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2563                 return;
2564
2565         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2566         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2567         if (pending_updates) {
2568                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2569                 /*
2570                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2571                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2572                  */
2573                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2574         }
2575         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2576 }
2577 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2578
2579 /*
2580  * Called from scheduler_tick()
2581  */
2582 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2583 {
2584         /*
2585          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2586          */
2587         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2588         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2589
2590         calc_load_account_active(this_rq);
2591 }
2592
2593 #ifdef CONFIG_SMP
2594
2595 /*
2596  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2597  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2598  */
2599 void sched_exec(void)
2600 {
2601         struct task_struct *p = current;
2602         unsigned long flags;
2603         int dest_cpu;
2604
2605         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2606         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2607         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2608                 goto unlock;
2609
2610         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2611                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2612
2613                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2614                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2615                 return;
2616         }
2617 unlock:
2618         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2619 }
2620
2621 #endif
2622
2623 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2624 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2625
2626 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2627 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2628
2629 /*
2630  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2631  * @p in case that task is currently running.
2632  *
2633  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2634  */
2635 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2636 {
2637         u64 ns = 0;
2638
2639         if (task_current(rq, p)) {
2640                 update_rq_clock(rq);
2641                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2642                 if ((s64)ns < 0)
2643                         ns = 0;
2644         }
2645
2646         return ns;
2647 }
2648
2649 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2650 {
2651         unsigned long flags;
2652         struct rq *rq;
2653         u64 ns = 0;
2654
2655         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2656         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2657         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2658
2659         return ns;
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Return accounted runtime for the task.
2664  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2665  * pending runtime that have not been accounted yet.
2666  */
2667 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2668 {
2669         unsigned long flags;
2670         struct rq *rq;
2671         u64 ns = 0;
2672
2673         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2674         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2675         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2676
2677         return ns;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2682  * We call it with interrupts disabled.
2683  */
2684 void scheduler_tick(void)
2685 {
2686         int cpu = smp_processor_id();
2687         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2688         struct task_struct *curr = rq->curr;
2689
2690         sched_clock_tick();
2691
2692         raw_spin_lock(&rq->lock);
2693         update_rq_clock(rq);
2694         update_cpu_load_active(rq);
2695         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2696         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2697
2698         perf_event_task_tick();
2699
2700 #ifdef CONFIG_SMP
2701         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2702         trigger_load_balance(rq, cpu);
2703 #endif
2704 }
2705
2706 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2707 {
2708         if (in_lock_functions(addr)) {
2709                 addr = CALLER_ADDR2;
2710                 if (in_lock_functions(addr))
2711                         addr = CALLER_ADDR3;
2712         }
2713         return addr;
2714 }
2715
2716 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2717                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2718
2719 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2720 {
2721 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2722         /*
2723          * Underflow?
2724          */
2725         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2726                 return;
2727 #endif
2728         preempt_count() += val;
2729 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2730         /*
2731          * Spinlock count overflowing soon?
2732          */
2733         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2734                                 PREEMPT_MASK - 10);
2735 #endif
2736         if (preempt_count() == val)
2737                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2738 }
2739 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2740
2741 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2742 {
2743 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2744         /*
2745          * Underflow?
2746          */
2747         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2748                 return;
2749         /*
2750          * Is the spinlock portion underflowing?
2751          */
2752         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2753                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2754                 return;
2755 #endif
2756
2757         if (preempt_count() == val)
2758                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2759         preempt_count() -= val;
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2762
2763 #endif
2764
2765 /*
2766  * Print scheduling while atomic bug:
2767  */
2768 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2769 {
2770         if (oops_in_progress)
2771                 return;
2772
2773         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2774                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2775
2776         debug_show_held_locks(prev);
2777         print_modules();
2778         if (irqs_disabled())
2779                 print_irqtrace_events(prev);
2780         dump_stack();
2781         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2786  */
2787 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2788 {
2789         /*
2790          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2791          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2792          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2793          */
2794         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2795                 __schedule_bug(prev);
2796         rcu_sleep_check();
2797
2798         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2799
2800         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2801 }
2802
2803 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2804 {
2805         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2806                 update_rq_clock(rq);
2807         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Pick up the highest-prio task:
2812  */
2813 static inline struct task_struct *
2814 pick_next_task(struct rq *rq)
2815 {
2816         const struct sched_class *class;
2817         struct task_struct *p;
2818
2819         /*
2820          * Optimization: we know that if all tasks are in
2821          * the fair class we can call that function directly:
2822          */
2823         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2824                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2825                 if (likely(p))
2826                         return p;
2827         }
2828
2829         for_each_class(class) {
2830                 p = class->pick_next_task(rq);
2831                 if (p)
2832                         return p;
2833         }
2834
2835         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2836 }
2837
2838 /*
2839  * __schedule() is the main scheduler function.
2840  *
2841  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2842  *
2843  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2844  *
2845  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2846  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2847  *
2848  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2849  *      interrupt handler scheduler_tick().
2850  *
2851  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2852  *      task to the run-queue and that's it.
2853  *
2854  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2855  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2856  *      called on the nearest possible occasion:
2857  *
2858  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2859  *
2860  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2861  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2862  *           spin_unlock()!)
2863  *
2864  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2865  *           preemptible context
2866  *
2867  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2868  *         then at the next:
2869  *
2870  *          - cond_resched() call
2871  *          - explicit schedule() call
2872  *          - return from syscall or exception to user-space
2873  *          - return from interrupt-handler to user-space
2874  */
2875 static void __sched __schedule(void)
2876 {
2877         struct task_struct *prev, *next;
2878         unsigned long *switch_count;
2879         struct rq *rq;
2880         int cpu;
2881
2882 need_resched:
2883         preempt_disable();
2884         cpu = smp_processor_id();
2885         rq = cpu_rq(cpu);
2886         rcu_note_context_switch(cpu);
2887         prev = rq->curr;
2888
2889         schedule_debug(prev);
2890
2891         if (sched_feat(HRTICK))
2892                 hrtick_clear(rq);
2893
2894         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2895
2896         switch_count = &prev->nivcsw;
2897         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2898                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2899                         prev->state = TASK_RUNNING;
2900                 } else {
2901                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2902                         prev->on_rq = 0;
2903
2904                         /*
2905                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2906                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2907                          * concurrency.
2908                          */
2909                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2910                                 struct task_struct *to_wakeup;
2911
2912                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2913                                 if (to_wakeup)
2914                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2915                         }
2916                 }
2917                 switch_count = &prev->nvcsw;
2918         }
2919
2920         pre_schedule(rq, prev);
2921
2922         if (unlikely(!rq->nr_running))
2923                 idle_balance(cpu, rq);
2924
2925         put_prev_task(rq, prev);
2926         next = pick_next_task(rq);
2927         clear_tsk_need_resched(prev);
2928         rq->skip_clock_update = 0;
2929
2930         if (likely(prev != next)) {
2931                 rq->nr_switches++;
2932                 rq->curr = next;
2933                 ++*switch_count;
2934
2935                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2936                 /*
2937                  * The context switch have flipped the stack from under us
2938                  * and restored the local variables which were saved when
2939                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2940                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2941                  */
2942                 cpu = smp_processor_id();
2943                 rq = cpu_rq(cpu);
2944         } else
2945                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2946
2947         post_schedule(rq);
2948
2949         sched_preempt_enable_no_resched();
2950         if (need_resched())
2951                 goto need_resched;
2952 }
2953
2954 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2955 {
2956         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2957                 return;
2958         /*
2959          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2960          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2961          */
2962         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2963                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2964 }
2965
2966 asmlinkage void __sched schedule(void)
2967 {
2968         struct task_struct *tsk = current;
2969
2970         sched_submit_work(tsk);
2971         __schedule();
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2974
2975 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2976 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2977 {
2978         /*
2979          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2980          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2981          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2982          * we find a better solution.
2983          */
2984         user_exit();
2985         schedule();
2986         user_enter();
2987 }
2988 #endif
2989
2990 /**
2991  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2992  *
2993  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2994  */
2995 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2996 {
2997         sched_preempt_enable_no_resched();
2998         schedule();
2999         preempt_disable();
3000 }
3001
3002 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3003
3004 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3005 {
3006         if (lock->owner != owner)
3007                 return false;
3008
3009         /*
3010          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3011          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3012          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3013          * ensures the memory stays valid.
3014          */
3015         barrier();
3016
3017         return owner->on_cpu;
3018 }
3019
3020 /*
3021  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3022  * access and not reliable.
3023  */
3024 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3025 {
3026         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3027                 return 0;
3028
3029         rcu_read_lock();
3030         while (owner_running(lock, owner)) {
3031                 if (need_resched())
3032                         break;
3033
3034                 arch_mutex_cpu_relax();
3035         }
3036         rcu_read_unlock();
3037
3038         /*
3039          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3040          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3041          * success only when lock->owner is NULL.
3042          */
3043         return lock->owner == NULL;
3044 }
3045 #endif
3046
3047 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3048 /*
3049  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3050  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3051  * occur there and call schedule directly.
3052  */
3053 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3054 {
3055         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3056
3057         /*
3058          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3059          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3060          */
3061         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3062                 return;
3063
3064         do {
3065                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3066                 __schedule();
3067                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3068
3069                 /*
3070                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3071                  * between schedule and now.
3072                  */
3073                 barrier();
3074         } while (need_resched());
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3077
3078 /*
3079  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3080  * off of irq context.
3081  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3082  * protect us against recursive calling from irq.
3083  */
3084 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3085 {
3086         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3087
3088         /* Catch callers which need to be fixed */
3089         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3090
3091         user_exit();
3092         do {
3093                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3094                 local_irq_enable();
3095                 __schedule();
3096                 local_irq_disable();
3097                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3098
3099                 /*
3100                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3101                  * between schedule and now.
3102                  */
3103                 barrier();
3104         } while (need_resched());
3105 }
3106
3107 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3108
3109 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3110                           void *key)
3111 {
3112         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3113 }
3114 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3115
3116 /*
3117  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3118  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3119  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3120  *
3121  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3122  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3123  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3124  */
3125 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3126                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3127 {
3128         wait_queue_t *curr, *next;
3129
3130         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3131                 unsigned flags = curr->flags;
3132
3133                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3134                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3135                         break;
3136         }
3137 }
3138
3139 /**
3140  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3141  * @q: the waitqueue
3142  * @mode: which threads
3143  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3144  * @key: is directly passed to the wakeup function
3145  *
3146  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3147  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3148  */
3149 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3150                         int nr_exclusive, void *key)
3151 {
3152         unsigned long flags;
3153
3154         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3155         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3156         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3157 }
3158 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3159
3160 /*
3161  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3162  */
3163 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3164 {
3165         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3168
3169 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3170 {
3171         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3174
3175 /**
3176  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3177  * @q: the waitqueue
3178  * @mode: which threads
3179  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3180  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3181  *
3182  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3183  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3184  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3185  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3186  *
3187  * On UP it can prevent extra preemption.
3188  *
3189  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3190  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3191  */
3192 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3193                         int nr_exclusive, void *key)
3194 {
3195         unsigned long flags;
3196         int wake_flags = WF_SYNC;
3197
3198         if (unlikely(!q))
3199                 return;
3200
3201         if (unlikely(!nr_exclusive))
3202                 wake_flags = 0;
3203
3204         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3205         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3206         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3207 }
3208 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3209
3210 /*
3211  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3212  */
3213 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3214 {
3215         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3216 }
3217 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3218
3219 /**
3220  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3221  * @x:  holds the state of this particular completion
3222  *
3223  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3224  * awakened in the same order in which they were queued.
3225  *
3226  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3227  *
3228  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3229  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3230  */
3231 void complete(struct completion *x)
3232 {
3233         unsigned long flags;
3234
3235         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3236         x->done++;
3237         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3238         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3239 }
3240 EXPORT_SYMBOL(complete);
3241
3242 /**
3243  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3244  * @x:  holds the state of this particular completion
3245  *
3246  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3247  *
3248  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3249  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3250  */
3251 void complete_all(struct completion *x)
3252 {
3253         unsigned long flags;
3254
3255         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3256         x->done += UINT_MAX/2;
3257         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3258         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3259 }
3260 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3261
3262 static inline long __sched
3263 do_wait_for_common(struct completion *x,
3264                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3265 {
3266         if (!x->done) {
3267                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3268
3269                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3270                 do {
3271                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3272                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3273                                 break;
3274                         }
3275                         __set_current_state(state);
3276                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3277                         timeout = action(timeout);
3278                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3279                 } while (!x->done && timeout);
3280                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3281                 if (!x->done)
3282                         return timeout;
3283         }
3284         x->done--;
3285         return timeout ?: 1;
3286 }
3287
3288 static inline long __sched
3289 __wait_for_common(struct completion *x,
3290                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3291 {
3292         might_sleep();
3293
3294         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3295         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3296         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3297         return timeout;
3298 }
3299
3300 static long __sched
3301 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3302 {
3303         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3304 }
3305
3306 static long __sched
3307 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3308 {
3309         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3310 }
3311
3312 /**
3313  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3314  * @x:  holds the state of this particular completion
3315  *
3316  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3317  * interruptible and there is no timeout.
3318  *
3319  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3320  * and interrupt capability. Also see complete().
3321  */
3322 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3323 {
3324         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3325 }
3326 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3327
3328 /**
3329  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3330  * @x:  holds the state of this particular completion
3331  * @timeout:  timeout value in jiffies
3332  *
3333  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3334  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3335  * interruptible.
3336  *
3337  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3338  * jiffies left till timeout) if completed.
3339  */
3340 unsigned long __sched
3341 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3342 {
3343         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3344 }
3345 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3346
3347 /**
3348  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3349  * @x:  holds the state of this particular completion
3350  *
3351  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3352  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3353  * for IO.
3354  */
3355 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3356 {
3357         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3360
3361 /**
3362  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3363  * @x:  holds the state of this particular completion
3364  * @timeout:  timeout value in jiffies
3365  *
3366  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3367  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3368  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3369  *
3370  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3371  * jiffies left till timeout) if completed.
3372  */
3373 unsigned long __sched
3374 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3375 {
3376         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3379
3380 /**
3381  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3382  * @x:  holds the state of this particular completion
3383  *
3384  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3385  * interruptible.
3386  *
3387  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3388  */
3389 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3390 {
3391         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3392         if (t == -ERESTARTSYS)
3393                 return t;
3394         return 0;
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3397
3398 /**
3399  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3400  * @x:  holds the state of this particular completion
3401  * @timeout:  timeout value in jiffies
3402  *
3403  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3404  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3405  *
3406  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3407  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3408  */
3409 long __sched
3410 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3411                                           unsigned long timeout)
3412 {
3413         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3416
3417 /**
3418  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3419  * @x:  holds the state of this particular completion
3420  *
3421  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3422  * interrupted by a kill signal.
3423  *
3424  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3425  */
3426 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3427 {
3428         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3429         if (t == -ERESTARTSYS)
3430                 return t;
3431         return 0;
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3434
3435 /**
3436  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3437  * @x:  holds the state of this particular completion
3438  * @timeout:  timeout value in jiffies
3439  *
3440  * This waits for either a completion of a specific task to be
3441  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3442  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3443  *
3444  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3445  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3446  */
3447 long __sched
3448 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3449                                      unsigned long timeout)
3450 {
3451         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3452 }
3453 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3454
3455 /**
3456  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3457  *      @x:     completion structure
3458  *
3459  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3460  *               1 if a decrement succeeded.
3461  *
3462  *      If a completion is being used as a counting completion,
3463  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3464  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3465  *      is protecting is not available.
3466  */
3467 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3468 {
3469         unsigned long flags;
3470         int ret = 1;
3471
3472         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3473         if (!x->done)
3474                 ret = 0;
3475         else
3476                 x->done--;
3477         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3478         return ret;
3479 }
3480 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3481
3482 /**
3483  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3484  *      @x:     completion structure
3485  *
3486  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3487  *               1 if there are no waiters.
3488  *
3489  */
3490 bool completion_done(struct completion *x)
3491 {
3492         unsigned long flags;
3493         int ret = 1;
3494
3495         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3496         if (!x->done)
3497                 ret = 0;
3498         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3499         return ret;
3500 }
3501 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3502
3503 static long __sched
3504 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3505 {
3506         unsigned long flags;
3507         wait_queue_t wait;
3508
3509         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3510
3511         __set_current_state(state);
3512
3513         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3514         __add_wait_queue(q, &wait);
3515         spin_unlock(&q->lock);
3516         timeout = schedule_timeout(timeout);
3517         spin_lock_irq(&q->lock);
3518         __remove_wait_queue(q, &wait);
3519         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3520
3521         return timeout;
3522 }
3523
3524 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3525 {
3526         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3527 }
3528 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3529
3530 long __sched
3531 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3532 {
3533         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3534 }
3535 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3536
3537 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3538 {
3539         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3542
3543 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3544 {
3545         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3546 }
3547 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3548
3549 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3550
3551 /*
3552  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3553  * @p: task
3554  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3555  *
3556  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3557  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3558  *
3559  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3560  */
3561 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3562 {
3563         int oldprio, on_rq, running;
3564         struct rq *rq;
3565         const struct sched_class *prev_class;
3566
3567         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3568
3569         rq = __task_rq_lock(p);
3570
3571         /*
3572          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3573          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3574          *
3575          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3576          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3577          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3578          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3579          * with interrupts disabled and will complete the lock
3580          * protected section without being interrupted. So there is no
3581          * real need to boost.
3582          */
3583         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3584                 WARN_ON(p != rq->curr);
3585                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3586                 goto out_unlock;
3587         }
3588
3589         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3590         oldprio = p->prio;
3591         prev_class = p->sched_class;
3592         on_rq = p->on_rq;
3593         running = task_current(rq, p);
3594         if (on_rq)
3595                 dequeue_task(rq, p, 0);
3596         if (running)
3597                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3598
3599         if (rt_prio(prio))
3600                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3601         else
3602                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3603
3604         p->prio = prio;
3605
3606         if (running)
3607                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3608         if (on_rq)
3609                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3610
3611         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3612 out_unlock:
3613         __task_rq_unlock(rq);
3614 }
3615 #endif
3616 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3617 {
3618         int old_prio, delta, on_rq;
3619         unsigned long flags;
3620         struct rq *rq;
3621
3622         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3623                 return;
3624         /*
3625          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3626          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3627          */
3628         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3629         /*
3630          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3631          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3632          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3633          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3634          */
3635         if (task_has_rt_policy(p)) {
3636                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3637                 goto out_unlock;
3638         }
3639         on_rq = p->on_rq;
3640         if (on_rq)
3641                 dequeue_task(rq, p, 0);
3642
3643         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3644         set_load_weight(p);
3645         old_prio = p->prio;
3646         p->prio = effective_prio(p);
3647         delta = p->prio - old_prio;
3648
3649         if (on_rq) {
3650                 enqueue_task(rq, p, 0);
3651                 /*
3652                  * If the task increased its priority or is running and
3653                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3654                  */
3655                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3656                         resched_task(rq->curr);
3657         }
3658 out_unlock:
3659         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3660 }
3661 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3662
3663 /*
3664  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3665  * @p: task
3666  * @nice: nice value
3667  */
3668 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3669 {
3670         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3671         int nice_rlim = 20 - nice;
3672
3673         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3674                 capable(CAP_SYS_NICE));
3675 }
3676
3677 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3678
3679 /*
3680  * sys_nice - change the priority of the current process.
3681  * @increment: priority increment
3682  *
3683  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3684  * does similar things.
3685  */
3686 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3687 {
3688         long nice, retval;
3689
3690         /*
3691          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3692          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3693          * and we have a single winner.
3694          */
3695         if (increment < -40)
3696                 increment = -40;
3697         if (increment > 40)
3698                 increment = 40;
3699
3700         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3701         if (nice < -20)
3702                 nice = -20;
3703         if (nice > 19)
3704                 nice = 19;
3705
3706         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3707                 return -EPERM;
3708
3709         retval = security_task_setnice(current, nice);
3710         if (retval)
3711                 return retval;
3712
3713         set_user_nice(current, nice);
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 #endif
3718
3719 /**
3720  * task_prio - return the priority value of a given task.
3721  * @p: the task in question.
3722  *
3723  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3724  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3725  * around 0, value goes from -16 to +15.
3726  */
3727 int task_prio(const struct task_struct *p)
3728 {
3729         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3730 }
3731
3732 /**
3733  * task_nice - return the nice value of a given task.
3734  * @p: the task in question.
3735  */
3736 int task_nice(const struct task_struct *p)
3737 {
3738         return TASK_NICE(p);
3739 }
3740 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3741
3742 /**
3743  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3744  * @cpu: the processor in question.
3745  */
3746 int idle_cpu(int cpu)
3747 {
3748         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3749
3750         if (rq->curr != rq->idle)
3751                 return 0;
3752
3753         if (rq->nr_running)
3754                 return 0;
3755
3756 #ifdef CONFIG_SMP
3757         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3758                 return 0;
3759 #endif
3760
3761         return 1;
3762 }
3763
3764 /**
3765  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3766  * @cpu: the processor in question.
3767  */
3768 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3769 {
3770         return cpu_rq(cpu)->idle;
3771 }
3772
3773 /**
3774  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3775  * @pid: the pid in question.
3776  */
3777 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3778 {
3779         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3780 }
3781
3782 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3783 static void
3784 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3785 {
3786         p->policy = policy;
3787         p->rt_priority = prio;
3788         p->normal_prio = normal_prio(p);
3789         /* we are holding p->pi_lock already */
3790         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3791         if (rt_prio(p->prio))
3792                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3793         else
3794                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3795         set_load_weight(p);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * check the target process has a UID that matches the current process's
3800  */
3801 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3802 {
3803         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3804         bool match;
3805
3806         rcu_read_lock();
3807         pcred = __task_cred(p);
3808         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3809                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3810         rcu_read_unlock();
3811         return match;
3812 }
3813
3814 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3815                                 const struct sched_param *param, bool user)
3816 {
3817         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3818         unsigned long flags;
3819         const struct sched_class *prev_class;
3820         struct rq *rq;
3821         int reset_on_fork;
3822
3823         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3824         BUG_ON(in_interrupt());
3825 recheck:
3826         /* double check policy once rq lock held */
3827         if (policy < 0) {
3828                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3829                 policy = oldpolicy = p->policy;
3830         } else {
3831                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3832                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3833
3834                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3835                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3836                                 policy != SCHED_IDLE)
3837                         return -EINVAL;
3838         }
3839
3840         /*
3841          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3842          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3843          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3844          */
3845         if (param->sched_priority < 0 ||
3846             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3847             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3848                 return -EINVAL;
3849         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3850                 return -EINVAL;
3851
3852         /*
3853          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3854          */
3855         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3856                 if (rt_policy(policy)) {
3857                         unsigned long rlim_rtprio =
3858                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3859
3860                         /* can't set/change the rt policy */
3861                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3862                                 return -EPERM;
3863
3864                         /* can't increase priority */
3865                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3866                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3867                                 return -EPERM;
3868                 }
3869
3870                 /*
3871                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3872                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3873                  */
3874                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3875                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3876                                 return -EPERM;
3877                 }
3878
3879                 /* can't change other user's priorities */
3880                 if (!check_same_owner(p))
3881                         return -EPERM;
3882
3883                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3884                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3885                         return -EPERM;
3886         }
3887
3888         if (user) {
3889                 retval = security_task_setscheduler(p);
3890                 if (retval)
3891                         return retval;
3892         }
3893
3894         /*
3895          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3896          * changing the priority of the task:
3897          *
3898          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3899          * runqueue lock must be held.
3900          */
3901         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3902
3903         /*
3904          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3905          */
3906         if (p == rq->stop) {
3907                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3908                 return -EINVAL;
3909         }
3910
3911         /*
3912          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3913          */
3914         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3915                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3916                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3917                 return 0;
3918         }
3919
3920 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3921         if (user) {
3922                 /*
3923                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3924                  * assigned.
3925                  */
3926                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3927                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3928                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3929                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3930                         return -EPERM;
3931                 }
3932         }
3933 #endif
3934
3935         /* recheck policy now with rq lock held */
3936         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3937                 policy = oldpolicy = -1;
3938                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3939                 goto recheck;
3940         }
3941         on_rq = p->on_rq;
3942         running = task_current(rq, p);
3943         if (on_rq)
3944                 dequeue_task(rq, p, 0);
3945         if (running)
3946                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3947
3948         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3949
3950         oldprio = p->prio;
3951         prev_class = p->sched_class;
3952         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3953
3954         if (running)
3955                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3956         if (on_rq)
3957                 enqueue_task(rq, p, 0);
3958
3959         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3960         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3961
3962         rt_mutex_adjust_pi(p);
3963
3964         return 0;
3965 }
3966
3967 /**
3968  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3969  * @p: the task in question.
3970  * @policy: new policy.
3971  * @param: structure containing the new RT priority.
3972  *
3973  * NOTE that the task may be already dead.
3974  */
3975 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3976                        const struct sched_param *param)
3977 {
3978         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3979 }
3980 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3981
3982 /**
3983  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3984  * @p: the task in question.
3985  * @policy: new policy.
3986  * @param: structure containing the new RT priority.
3987  *
3988  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3989  * current context has permission.  For example, this is needed in
3990  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3991  * but our caller might not have that capability.
3992  */
3993 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3994                                const struct sched_param *param)
3995 {
3996         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3997 }
3998
3999 static int
4000 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4001 {
4002         struct sched_param lparam;
4003         struct task_struct *p;
4004         int retval;
4005
4006         if (!param || pid < 0)
4007                 return -EINVAL;
4008         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4009                 return -EFAULT;
4010
4011         rcu_read_lock();
4012         retval = -ESRCH;
4013         p = find_process_by_pid(pid);
4014         if (p != NULL)
4015                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4016         rcu_read_unlock();
4017
4018         return retval;
4019 }
4020
4021 /**
4022  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4023  * @pid: the pid in question.
4024  * @policy: new policy.
4025  * @param: structure containing the new RT priority.
4026  */
4027 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4028                 struct sched_param __user *, param)
4029 {
4030         /* negative values for policy are not valid */
4031         if (policy < 0)
4032                 return -EINVAL;
4033
4034         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4035 }
4036
4037 /**
4038  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4039  * @pid: the pid in question.
4040  * @param: structure containing the new RT priority.
4041  */
4042 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4043 {
4044         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4045 }
4046
4047 /**
4048  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4049  * @pid: the pid in question.
4050  */
4051 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4052 {
4053         struct task_struct *p;
4054         int retval;
4055
4056         if (pid < 0)
4057                 return -EINVAL;
4058
4059         retval = -ESRCH;
4060         rcu_read_lock();
4061         p = find_process_by_pid(pid);
4062         if (p) {
4063                 retval = security_task_getscheduler(p);
4064                 if (!retval)
4065                         retval = p->policy
4066                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4067         }
4068         rcu_read_unlock();
4069         return retval;
4070 }
4071
4072 /**
4073  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4074  * @pid: the pid in question.
4075  * @param: structure containing the RT priority.
4076  */
4077 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4078 {
4079         struct sched_param lp;
4080         struct task_struct *p;
4081         int retval;
4082
4083         if (!param || pid < 0)
4084                 return -EINVAL;
4085
4086         rcu_read_lock();
4087         p = find_process_by_pid(pid);
4088         retval = -ESRCH;
4089         if (!p)
4090                 goto out_unlock;
4091
4092         retval = security_task_getscheduler(p);
4093         if (retval)
4094                 goto out_unlock;
4095
4096         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4097         rcu_read_unlock();
4098
4099         /*
4100          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4101          */
4102         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4103
4104         return retval;
4105
4106 out_unlock:
4107         rcu_read_unlock();
4108         return retval;
4109 }
4110
4111 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4112 {
4113         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4114         struct task_struct *p;
4115         int retval;
4116
4117         get_online_cpus();
4118         rcu_read_lock();
4119
4120         p = find_process_by_pid(pid);
4121         if (!p) {
4122                 rcu_read_unlock();
4123                 put_online_cpus();
4124                 return -ESRCH;
4125         }
4126
4127         /* Prevent p going away */
4128         get_task_struct(p);
4129         rcu_read_unlock();
4130
4131         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4132                 retval = -ENOMEM;
4133                 goto out_put_task;
4134         }
4135         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4136                 retval = -ENOMEM;
4137                 goto out_free_cpus_allowed;
4138         }
4139         retval = -EPERM;
4140         if (!check_same_owner(p)) {
4141                 rcu_read_lock();
4142                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4143                         rcu_read_unlock();
4144                         goto out_unlock;
4145                 }
4146                 rcu_read_unlock();
4147         }
4148
4149         retval = security_task_setscheduler(p);
4150         if (retval)
4151                 goto out_unlock;
4152
4153         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4154         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4155 again:
4156         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4157
4158         if (!retval) {
4159                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4160                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4161                         /*
4162                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4163                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4164                          * cpuset's cpus_allowed
4165                          */
4166                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4167                         goto again;
4168                 }
4169         }
4170 out_unlock:
4171         free_cpumask_var(new_mask);
4172 out_free_cpus_allowed:
4173         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4174 out_put_task:
4175         put_task_struct(p);
4176         put_online_cpus();
4177         return retval;
4178 }
4179
4180 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4181                              struct cpumask *new_mask)
4182 {
4183         if (len < cpumask_size())
4184                 cpumask_clear(new_mask);
4185         else if (len > cpumask_size())
4186                 len = cpumask_size();
4187
4188         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4189 }
4190
4191 /**
4192  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4193  * @pid: pid of the process
4194  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4195  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4196  */
4197 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4198                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4199 {
4200         cpumask_var_t new_mask;
4201         int retval;
4202
4203         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4204                 return -ENOMEM;
4205
4206         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4207         if (retval == 0)
4208                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4209         free_cpumask_var(new_mask);
4210         return retval;
4211 }
4212
4213 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4214 {
4215         struct task_struct *p;
4216         unsigned long flags;
4217         int retval;
4218
4219         get_online_cpus();
4220         rcu_read_lock();
4221
4222         retval = -ESRCH;
4223         p = find_process_by_pid(pid);
4224         if (!p)
4225                 goto out_unlock;
4226
4227         retval = security_task_getscheduler(p);
4228         if (retval)
4229                 goto out_unlock;
4230
4231         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4232         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4233         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4234
4235 out_unlock:
4236         rcu_read_unlock();
4237         put_online_cpus();
4238
4239         return retval;
4240 }
4241
4242 /**
4243  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4244  * @pid: pid of the process
4245  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4246  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4247  */
4248 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4249                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4250 {
4251         int ret;
4252         cpumask_var_t mask;
4253
4254         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4255                 return -EINVAL;
4256         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4257                 return -EINVAL;
4258
4259         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4260                 return -ENOMEM;
4261
4262         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4263         if (ret == 0) {
4264                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4265
4266                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4267                         ret = -EFAULT;
4268                 else
4269                         ret = retlen;
4270         }
4271         free_cpumask_var(mask);
4272
4273         return ret;
4274 }
4275
4276 /**
4277  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4278  *
4279  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4280  * other threads running on this CPU then this function will return.
4281  */
4282 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4283 {
4284         struct rq *rq = this_rq_lock();
4285
4286         schedstat_inc(rq, yld_count);
4287         current->sched_class->yield_task(rq);
4288
4289         /*
4290          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4291          * no need to preempt or enable interrupts:
4292          */
4293         __release(rq->lock);
4294         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4295         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4296         sched_preempt_enable_no_resched();
4297
4298         schedule();
4299
4300         return 0;
4301 }
4302
4303 static inline int should_resched(void)
4304 {
4305         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4306 }
4307
4308 static void __cond_resched(void)
4309 {
4310         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4311         __schedule();
4312         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4313 }
4314
4315 int __sched _cond_resched(void)
4316 {
4317         if (should_resched()) {
4318                 __cond_resched();
4319                 return 1;
4320         }
4321         return 0;
4322 }
4323 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4324
4325 /*
4326  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4327  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4328  *
4329  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4330  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4331  * spin_unlock(), once by hand).
4332  */
4333 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4334 {
4335         int resched = should_resched();
4336         int ret = 0;
4337
4338         lockdep_assert_held(lock);
4339
4340         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4341                 spin_unlock(lock);
4342                 if (resched)
4343                         __cond_resched();
4344                 else
4345                         cpu_relax();
4346                 ret = 1;
4347                 spin_lock(lock);
4348         }
4349         return ret;
4350 }
4351 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4352
4353 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4354 {
4355         BUG_ON(!in_softirq());
4356
4357         if (should_resched()) {
4358                 local_bh_enable();
4359                 __cond_resched();
4360                 local_bh_disable();
4361                 return 1;
4362         }
4363         return 0;
4364 }
4365 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4366
4367 /**
4368  * yield - yield the current processor to other threads.
4369  *
4370  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4371  *
4372  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4373  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4374  * it, its already broken.
4375  *
4376  * Typical broken usage is:
4377  *
4378  * while (!event)
4379  *      yield();
4380  *
4381  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4382  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4383  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4384  *
4385  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4386  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4387  * If you still want to use yield(), do not!
4388  */
4389 void __sched yield(void)
4390 {
4391         set_current_state(TASK_RUNNING);
4392         sys_sched_yield();
4393 }
4394 EXPORT_SYMBOL(yield);
4395
4396 /**
4397  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4398  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4399  * processor it's on.
4400  * @p: target task
4401  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4402  *
4403  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4404  * can't go away on us before we can do any checks.
4405  *
4406  * Returns:
4407  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4408  *      false (0) if we failed to boost the target.
4409  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4410  */
4411 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4412 {
4413         struct task_struct *curr = current;
4414         struct rq *rq, *p_rq;
4415         unsigned long flags;
4416         int yielded = 0;
4417
4418         local_irq_save(flags);
4419         rq = this_rq();
4420
4421 again:
4422         p_rq = task_rq(p);
4423         /*
4424          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4425          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4426          */
4427         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4428                 yielded = -ESRCH;
4429                 goto out_irq;
4430         }
4431
4432         double_rq_lock(rq, p_rq);
4433         while (task_rq(p) != p_rq) {
4434                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4435                 goto again;
4436         }
4437
4438         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4439                 goto out_unlock;
4440
4441         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4442                 goto out_unlock;
4443
4444         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4445                 goto out_unlock;
4446
4447         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4448         if (yielded) {
4449                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4450                 /*
4451                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4452                  * fairness.
4453                  */
4454                 if (preempt && rq != p_rq)
4455                         resched_task(p_rq->curr);
4456         }
4457
4458 out_unlock:
4459         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4460 out_irq:
4461         local_irq_restore(flags);
4462
4463         if (yielded > 0)
4464                 schedule();
4465
4466         return yielded;
4467 }
4468 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4469
4470 /*
4471  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4472  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4473  */
4474 void __sched io_schedule(void)
4475 {
4476         struct rq *rq = raw_rq();
4477
4478         delayacct_blkio_start();
4479         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4480         blk_flush_plug(current);
4481         current->in_iowait = 1;
4482         schedule();
4483         current->in_iowait = 0;
4484         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4485         delayacct_blkio_end();
4486 }
4487 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4488
4489 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4490 {
4491         struct rq *rq = raw_rq();
4492         long ret;
4493
4494         delayacct_blkio_start();
4495         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4496         blk_flush_plug(current);
4497         current->in_iowait = 1;
4498         ret = schedule_timeout(timeout);
4499         current->in_iowait = 0;
4500         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4501         delayacct_blkio_end();
4502         return ret;
4503 }
4504
4505 /**
4506  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4507  * @policy: scheduling class.
4508  *
4509  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4510  * by a given scheduling class.
4511  */
4512 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4513 {
4514         int ret = -EINVAL;
4515
4516         switch (policy) {
4517         case SCHED_FIFO:
4518         case SCHED_RR:
4519                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4520                 break;
4521         case SCHED_NORMAL:
4522         case SCHED_BATCH:
4523         case SCHED_IDLE:
4524                 ret = 0;
4525                 break;
4526         }
4527         return ret;
4528 }
4529
4530 /**
4531  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4532  * @policy: scheduling class.
4533  *
4534  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4535  * by a given scheduling class.
4536  */
4537 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4538 {
4539         int ret = -EINVAL;
4540
4541         switch (policy) {
4542         case SCHED_FIFO:
4543         case SCHED_RR:
4544                 ret = 1;
4545                 break;
4546         case SCHED_NORMAL:
4547         case SCHED_BATCH:
4548         case SCHED_IDLE:
4549                 ret = 0;
4550         }
4551         return ret;
4552 }
4553
4554 /**
4555  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4556  * @pid: pid of the process.
4557  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4558  *
4559  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4560  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4561  */
4562 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4563                 struct timespec __user *, interval)
4564 {
4565         struct task_struct *p;
4566         unsigned int time_slice;
4567         unsigned long flags;
4568         struct rq *rq;
4569         int retval;
4570         struct timespec t;
4571
4572         if (pid < 0)
4573                 return -EINVAL;
4574
4575         retval = -ESRCH;
4576         rcu_read_lock();
4577         p = find_process_by_pid(pid);
4578         if (!p)
4579                 goto out_unlock;
4580
4581         retval = security_task_getscheduler(p);
4582         if (retval)
4583                 goto out_unlock;
4584
4585         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4586         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4587         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4588
4589         rcu_read_unlock();
4590         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4591         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4592         return retval;
4593
4594 out_unlock:
4595         rcu_read_unlock();
4596         return retval;
4597 }
4598
4599 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4600
4601 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4602 {
4603         unsigned long free = 0;
4604         int ppid;
4605         unsigned state;
4606
4607         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4608         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4609                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4610 #if BITS_PER_LONG == 32
4611         if (state == TASK_RUNNING)
4612                 printk(KERN_CONT " running  ");
4613         else
4614                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4615 #else
4616         if (state == TASK_RUNNING)
4617                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4618         else
4619                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4620 #endif
4621 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4622         free = stack_not_used(p);
4623 #endif
4624         rcu_read_lock();
4625         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4626         rcu_read_unlock();
4627         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4628                 task_pid_nr(p), ppid,
4629                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4630
4631         show_stack(p, NULL);
4632 }
4633
4634 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4635 {
4636         struct task_struct *g, *p;
4637
4638 #if BITS_PER_LONG == 32
4639         printk(KERN_INFO
4640                 "  task                PC stack   pid father\n");
4641 #else
4642         printk(KERN_INFO
4643                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4644 #endif
4645         rcu_read_lock();
4646         do_each_thread(g, p) {
4647                 /*
4648                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4649                  * console might take a lot of time:
4650                  */
4651                 touch_nmi_watchdog();
4652                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4653                         sched_show_task(p);
4654         } while_each_thread(g, p);
4655
4656         touch_all_softlockup_watchdogs();
4657
4658 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4659         sysrq_sched_debug_show();
4660 #endif
4661         rcu_read_unlock();
4662         /*
4663          * Only show locks if all tasks are dumped:
4664          */
4665         if (!state_filter)
4666                 debug_show_all_locks();
4667 }
4668
4669 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4670 {
4671         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4672 }
4673
4674 /**
4675  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4676  * @idle: task in question
4677  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4678  *
4679  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4680  * flag, to make booting more robust.
4681  */
4682 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4683 {
4684         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4685         unsigned long flags;
4686
4687         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4688
4689         __sched_fork(idle);
4690         idle->state = TASK_RUNNING;
4691         idle->se.exec_start = sched_clock();
4692
4693         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4694         /*
4695          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4696          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4697          * lockdep check in task_group() will fail.
4698          *
4699          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4700          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4701          *
4702          * Silence PROVE_RCU
4703          */
4704         rcu_read_lock();
4705         __set_task_cpu(idle, cpu);
4706         rcu_read_unlock();
4707
4708         rq->curr = rq->idle = idle;
4709 #if defined(CONFIG_SMP)
4710         idle->on_cpu = 1;
4711 #endif
4712         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4713
4714         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4715         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4716
4717         /*
4718          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4719          */
4720         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4721         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4722         vtime_init_idle(idle);
4723 #if defined(CONFIG_SMP)
4724         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4725 #endif
4726 }
4727
4728 #ifdef CONFIG_SMP
4729 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4730 {
4731         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4732                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4733
4734         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4735         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4736 }
4737
4738 /*
4739  * This is how migration works:
4740  *
4741  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4742  *    stop_one_cpu().
4743  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4744  *    off the CPU)
4745  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4746  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4747  *    it and puts it into the right queue.
4748  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4749  *    is done.
4750  */
4751
4752 /*
4753  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4754  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4755  * is removed from the allowed bitmask.
4756  *
4757  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4758  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4759  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4760  */
4761 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4762 {
4763         unsigned long flags;
4764         struct rq *rq;
4765         unsigned int dest_cpu;
4766         int ret = 0;
4767
4768         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4769
4770         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4771                 goto out;
4772
4773         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4774                 ret = -EINVAL;
4775                 goto out;
4776         }
4777
4778         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4779                 ret = -EINVAL;
4780                 goto out;
4781         }
4782
4783         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4784
4785         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4786         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4787                 goto out;
4788
4789         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4790         if (p->on_rq) {
4791                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4792                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4793                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4794                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4795                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4796                 return 0;
4797         }
4798 out:
4799         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4800
4801         return ret;
4802 }
4803 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4804
4805 /*
4806  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4807  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4808  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4809  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4810  *
4811  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4812  * as the task is no longer on this CPU.
4813  *
4814  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4815  */
4816 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4817 {
4818         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4819         int ret = 0;
4820
4821         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4822                 return ret;
4823
4824         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4825         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4826
4827         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4828         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4829         /* Already moved. */
4830         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4831                 goto done;
4832         /* Affinity changed (again). */
4833         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4834                 goto fail;
4835
4836         /*
4837          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4838          * placed properly.
4839          */
4840         if (p->on_rq) {
4841                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4842                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4843                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4844                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4845         }
4846 done:
4847         ret = 1;
4848 fail:
4849         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4850         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 /*
4855  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4856  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4857  * 'pushing' onto another runqueue.
4858  */
4859 static int migration_cpu_stop(void *data)
4860 {
4861         struct migration_arg *arg = data;
4862
4863         /*
4864          * The original target cpu might have gone down and we might
4865          * be on another cpu but it doesn't matter.
4866          */
4867         local_irq_disable();
4868         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4869         local_irq_enable();
4870         return 0;
4871 }
4872
4873 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4874
4875 /*
4876  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4877  * offline.
4878  */
4879 void idle_task_exit(void)
4880 {
4881         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4882
4883         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4884
4885         if (mm != &init_mm)
4886                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4887         mmdrop(mm);
4888 }
4889
4890 /*
4891  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4892  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4893  * nr_active count is stable.
4894  *
4895  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4896  */
4897 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4898 {
4899         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4900         if (delta)
4901                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4902 }
4903
4904 /*
4905  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4906  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4907  *
4908  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4909  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4910  * because of lock validation efforts.
4911  */
4912 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4913 {
4914         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4915         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4916         int dest_cpu;
4917
4918         /*
4919          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4920          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4921          *
4922          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4923          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4924          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4925          * done here.
4926          */
4927         rq->stop = NULL;
4928
4929         for ( ; ; ) {
4930                 /*
4931                  * There's this thread running, bail when that's the only
4932                  * remaining thread.
4933                  */
4934                 if (rq->nr_running == 1)
4935                         break;
4936
4937                 next = pick_next_task(rq);
4938                 BUG_ON(!next);
4939                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4940
4941                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4942                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4943                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4944
4945                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4946
4947                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4948         }
4949
4950         rq->stop = stop;
4951 }
4952
4953 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4954
4955 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4956
4957 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4958         {
4959                 .procname       = "sched_domain",
4960                 .mode           = 0555,
4961         },
4962         {}
4963 };
4964
4965 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4966         {
4967                 .procname       = "kernel",
4968                 .mode           = 0555,
4969                 .child          = sd_ctl_dir,
4970         },
4971         {}
4972 };
4973
4974 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4975 {
4976         struct ctl_table *entry =
4977                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4978
4979         return entry;
4980 }
4981
4982 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4983 {
4984         struct ctl_table *entry;
4985
4986         /*
4987          * In the intermediate directories, both the child directory and
4988          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4989          * will always be set. In the lowest directory the names are
4990          * static strings and all have proc handlers.
4991          */
4992         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4993                 if (entry->child)
4994                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4995                 if (entry->proc_handler == NULL)
4996                         kfree(entry->procname);
4997         }
4998
4999         kfree(*tablep);
5000         *tablep = NULL;
5001 }
5002
5003 static int min_load_idx = 0;
5004 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5005
5006 static void
5007 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5008                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5009                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5010                 bool load_idx)
5011 {
5012         entry->procname = procname;
5013         entry->data = data;
5014         entry->maxlen = maxlen;
5015         entry->mode = mode;
5016         entry->proc_handler = proc_handler;
5017
5018         if (load_idx) {
5019                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5020                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5021         }
5022 }
5023
5024 static struct ctl_table *
5025 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5026 {
5027         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5028
5029         if (table == NULL)
5030                 return NULL;
5031
5032         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5033                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5034         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5035                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5036         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5037                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5038         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5039                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5040         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5041                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5042         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5043                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5044         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5045                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5046         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5047                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5048         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5049                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5050         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5051                 &sd->cache_nice_tries,
5052                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5053         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5054                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5055         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5056                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5057         /* &table[12] is terminator */
5058
5059         return table;
5060 }
5061
5062 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5063 {
5064         struct ctl_table *entry, *table;
5065         struct sched_domain *sd;
5066         int domain_num = 0, i;
5067         char buf[32];
5068
5069         for_each_domain(cpu, sd)
5070                 domain_num++;
5071         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5072         if (table == NULL)
5073                 return NULL;
5074
5075         i = 0;
5076         for_each_domain(cpu, sd) {
5077                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5078                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5079                 entry->mode = 0555;
5080                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5081                 entry++;
5082                 i++;
5083         }
5084         return table;
5085 }
5086
5087 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5088 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5089 {
5090         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5091         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5092         char buf[32];
5093
5094         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5095         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5096
5097         if (entry == NULL)
5098                 return;
5099
5100         for_each_possible_cpu(i) {
5101                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5102                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5103                 entry->mode = 0555;
5104                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5105                 entry++;
5106         }
5107
5108         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5109         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5110 }
5111
5112 /* may be called multiple times per register */
5113 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5114 {
5115         if (sd_sysctl_header)
5116                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5117         sd_sysctl_header = NULL;
5118         if (sd_ctl_dir[0].child)
5119                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5120 }
5121 #else
5122 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5123 {
5124 }
5125 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5126 {
5127 }
5128 #endif
5129
5130 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5131 {
5132         if (!rq->online) {
5133                 const struct sched_class *class;
5134
5135                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5136                 rq->online = 1;
5137
5138                 for_each_class(class) {
5139                         if (class->rq_online)
5140                                 class->rq_online(rq);
5141                 }
5142         }
5143 }
5144
5145 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5146 {
5147         if (rq->online) {
5148                 const struct sched_class *class;
5149
5150                 for_each_class(class) {
5151                         if (class->rq_offline)
5152                                 class->rq_offline(rq);
5153                 }
5154
5155                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5156                 rq->online = 0;
5157         }
5158 }
5159
5160 /*
5161  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5162  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5163  */
5164 static int __cpuinit
5165 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5166 {
5167         int cpu = (long)hcpu;
5168         unsigned long flags;
5169         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5170
5171         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5172
5173         case CPU_UP_PREPARE:
5174                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5175                 break;
5176
5177         case CPU_ONLINE:
5178                 /* Update our root-domain */
5179                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5180                 if (rq->rd) {
5181                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5182
5183                         set_rq_online(rq);
5184                 }
5185                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5186                 break;
5187
5188 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5189         case CPU_DYING:
5190                 sched_ttwu_pending();
5191                 /* Update our root-domain */
5192                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5193                 if (rq->rd) {
5194                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5195                         set_rq_offline(rq);
5196                 }
5197                 migrate_tasks(cpu);
5198                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5199                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5200                 break;
5201
5202         case CPU_DEAD:
5203                 calc_load_migrate(rq);
5204                 break;
5205 #endif
5206         }
5207
5208         update_max_interval();
5209
5210         return NOTIFY_OK;
5211 }
5212
5213 /*
5214  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5215  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5216  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5217  */
5218 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5219         .notifier_call = migration_call,
5220         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5221 };
5222
5223 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5224                                       unsigned long action, void *hcpu)
5225 {
5226         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5227         case CPU_STARTING:
5228         case CPU_DOWN_FAILED:
5229                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5230                 return NOTIFY_OK;
5231         default:
5232                 return NOTIFY_DONE;
5233         }
5234 }
5235
5236 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5237                                         unsigned long action, void *hcpu)
5238 {
5239         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5240         case CPU_DOWN_PREPARE:
5241                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5242                 return NOTIFY_OK;
5243         default:
5244                 return NOTIFY_DONE;
5245         }
5246 }
5247
5248 static int __init migration_init(void)
5249 {
5250         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5251         int err;
5252
5253         /* Initialize migration for the boot CPU */
5254         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5255         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5256         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5257         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5258
5259         /* Register cpu active notifiers */
5260         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5261         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5262
5263         return 0;
5264 }
5265 early_initcall(migration_init);
5266 #endif
5267
5268 #ifdef CONFIG_SMP
5269
5270 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5271
5272 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5273
5274 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5275
5276 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5277 {
5278         sched_debug_enabled = 1;
5279
5280         return 0;
5281 }
5282 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5283
5284 static inline bool sched_debug(void)
5285 {
5286         return sched_debug_enabled;
5287 }
5288
5289 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5290                                   struct cpumask *groupmask)
5291 {
5292         struct sched_group *group = sd->groups;
5293         char str[256];
5294
5295         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5296         cpumask_clear(groupmask);
5297
5298         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5299
5300         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5301                 printk("does not load-balance\n");
5302                 if (sd->parent)
5303                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5304                                         " has parent");
5305                 return -1;
5306         }
5307
5308         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5309
5310         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5311                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5312                                 "CPU%d\n", cpu);
5313         }
5314         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5315                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5316                                 " CPU%d\n", cpu);
5317         }
5318
5319         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5320         do {
5321                 if (!group) {
5322                         printk("\n");
5323                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5324                         break;
5325                 }
5326
5327                 /*
5328                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5329                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5330                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5331                  */
5332                 if (!group->sgp->power_orig) {
5333                         printk(KERN_CONT "\n");
5334                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5335                                         "set\n");
5336                         break;
5337                 }
5338
5339                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5340                         printk(KERN_CONT "\n");
5341                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5342                         break;
5343                 }
5344
5345                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5346                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5347                         printk(KERN_CONT "\n");
5348                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5349                         break;
5350                 }
5351
5352                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5353
5354                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5355
5356                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5357                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5358                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5359                                 group->sgp->power);
5360                 }
5361
5362                 group = group->next;
5363         } while (group != sd->groups);
5364         printk(KERN_CONT "\n");
5365
5366         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5367                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5368
5369         if (sd->parent &&
5370             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5371                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5372                         "of domain->span\n");
5373         return 0;
5374 }
5375
5376 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5377 {
5378         int level = 0;
5379
5380         if (!sched_debug_enabled)
5381                 return;
5382
5383         if (!sd) {
5384                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5385                 return;
5386         }
5387
5388         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5389
5390         for (;;) {
5391                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5392                         break;
5393                 level++;
5394                 sd = sd->parent;
5395                 if (!sd)
5396                         break;
5397         }
5398 }
5399 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5400 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5401 static inline bool sched_debug(void)
5402 {
5403         return false;
5404 }
5405 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5406
5407 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5408 {
5409         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5410                 return 1;
5411
5412         /* Following flags need at least 2 groups */
5413         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5414                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5415                          SD_BALANCE_FORK |
5416                          SD_BALANCE_EXEC |
5417                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5418                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5419                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5420                         return 0;
5421         }
5422
5423         /* Following flags don't use groups */
5424         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5425                 return 0;
5426
5427         return 1;
5428 }
5429
5430 static int
5431 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5432 {
5433         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5434
5435         if (sd_degenerate(parent))
5436                 return 1;
5437
5438         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5439                 return 0;
5440
5441         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5442         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5443                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5444                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5445                                 SD_BALANCE_FORK |
5446                                 SD_BALANCE_EXEC |
5447                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5448                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5449                 if (nr_node_ids == 1)
5450                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5451         }
5452         if (~cflags & pflags)
5453                 return 0;
5454
5455         return 1;
5456 }
5457
5458 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5459 {
5460         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5461
5462         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5463         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5464         free_cpumask_var(rd->online);
5465         free_cpumask_var(rd->span);
5466         kfree(rd);
5467 }
5468
5469 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5470 {
5471         struct root_domain *old_rd = NULL;
5472         unsigned long flags;
5473
5474         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5475
5476         if (rq->rd) {
5477                 old_rd = rq->rd;
5478
5479                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5480                         set_rq_offline(rq);
5481
5482                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5483
5484                 /*
5485                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5486                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5487                  * in this function:
5488                  */
5489                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5490                         old_rd = NULL;
5491         }
5492
5493         atomic_inc(&rd->refcount);
5494         rq->rd = rd;
5495
5496         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5497         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5498                 set_rq_online(rq);
5499
5500         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5501
5502         if (old_rd)
5503                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5504 }
5505
5506 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5507 {
5508         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5509
5510         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5511                 goto out;
5512         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5513                 goto free_span;
5514         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5515                 goto free_online;
5516
5517         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5518                 goto free_rto_mask;
5519         return 0;
5520
5521 free_rto_mask:
5522         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5523 free_online:
5524         free_cpumask_var(rd->online);
5525 free_span:
5526         free_cpumask_var(rd->span);
5527 out:
5528         return -ENOMEM;
5529 }
5530
5531 /*
5532  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5533  * members (mimicking the global state we have today).
5534  */
5535 struct root_domain def_root_domain;
5536
5537 static void init_defrootdomain(void)
5538 {
5539         init_rootdomain(&def_root_domain);
5540
5541         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5542 }
5543
5544 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5545 {
5546         struct root_domain *rd;
5547
5548         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5549         if (!rd)
5550                 return NULL;
5551
5552         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5553                 kfree(rd);
5554                 return NULL;
5555         }
5556
5557         return rd;
5558 }
5559
5560 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5561 {
5562         struct sched_group *tmp, *first;
5563
5564         if (!sg)
5565                 return;
5566
5567         first = sg;
5568         do {
5569                 tmp = sg->next;
5570
5571                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5572                         kfree(sg->sgp);
5573
5574                 kfree(sg);
5575                 sg = tmp;
5576         } while (sg != first);
5577 }
5578
5579 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5580 {
5581         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5582
5583         /*
5584          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5585          * nuke them all.
5586          */
5587         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5588                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5589         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5590                 kfree(sd->groups->sgp);
5591                 kfree(sd->groups);
5592         }
5593         kfree(sd);
5594 }
5595
5596 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5597 {
5598         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5599 }
5600
5601 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5602 {
5603         for (; sd; sd = sd->parent)
5604                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5605 }
5606
5607 /*
5608  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5609  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5610  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5611  *
5612  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5613  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5614  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5615  */
5616 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5617 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5618
5619 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5620 {
5621         struct sched_domain *sd;
5622         int id = cpu;
5623
5624         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5625         if (sd)
5626                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5627
5628         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5629         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5630 }
5631
5632 /*
5633  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5634  * hold the hotplug lock.
5635  */
5636 static void
5637 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5638 {
5639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5640         struct sched_domain *tmp;
5641
5642         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5643         for (tmp = sd; tmp; ) {
5644                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5645                 if (!parent)
5646                         break;
5647
5648                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5649                         tmp->parent = parent->parent;
5650                         if (parent->parent)
5651                                 parent->parent->child = tmp;
5652                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5653                 } else
5654                         tmp = tmp->parent;
5655         }
5656
5657         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5658                 tmp = sd;
5659                 sd = sd->parent;
5660                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5661                 if (sd)
5662                         sd->child = NULL;
5663         }
5664
5665         sched_domain_debug(sd, cpu);
5666
5667         rq_attach_root(rq, rd);
5668         tmp = rq->sd;
5669         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5670         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5671
5672         update_top_cache_domain(cpu);
5673 }
5674
5675 /* cpus with isolated domains */
5676 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5677
5678 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5679 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5680 {
5681         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5682         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5683         return 1;
5684 }
5685
5686 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5687
5688 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5689 {
5690         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5691 }
5692
5693 struct sd_data {
5694         struct sched_domain **__percpu sd;
5695         struct sched_group **__percpu sg;
5696         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5697 };
5698
5699 struct s_data {
5700         struct sched_domain ** __percpu sd;
5701         struct root_domain      *rd;
5702 };
5703
5704 enum s_alloc {
5705         sa_rootdomain,
5706         sa_sd,
5707         sa_sd_storage,
5708         sa_none,
5709 };
5710
5711 struct sched_domain_topology_level;
5712
5713 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5714 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5715
5716 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5717
5718 struct sched_domain_topology_level {
5719         sched_domain_init_f init;
5720         sched_domain_mask_f mask;
5721         int                 flags;
5722         int                 numa_level;
5723         struct sd_data      data;
5724 };
5725
5726 /*
5727  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5728  * domain traversal.
5729  *
5730  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5731  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5732  * range.
5733  *
5734  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5735  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5736  * cpu they're built on, so check that.
5737  *
5738  */
5739 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5740 {
5741         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5742         struct sd_data *sdd = sd->private;
5743         struct sched_domain *sibling;
5744         int i;
5745
5746         for_each_cpu(i, span) {
5747                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5748                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5749                         continue;
5750
5751                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5752         }
5753 }
5754
5755 /*
5756  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5757  * of this group that's also in the iteration mask.
5758  */
5759 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5760 {
5761         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5762 }
5763
5764 static int
5765 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5766 {
5767         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5768         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5769         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5770         struct sd_data *sdd = sd->private;
5771         struct sched_domain *child;
5772         int i;
5773
5774         cpumask_clear(covered);
5775
5776         for_each_cpu(i, span) {
5777                 struct cpumask *sg_span;
5778
5779                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5780                         continue;
5781
5782                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5783
5784                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5785                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5786                         continue;
5787
5788                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5789                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5790
5791                 if (!sg)
5792                         goto fail;
5793
5794                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5795                 if (child->child) {
5796                         child = child->child;
5797                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5798                 } else
5799                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5800
5801                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5802
5803                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5804                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5805                         build_group_mask(sd, sg);
5806
5807                 /*
5808                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5809                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5810                  * die on a /0 trap.
5811                  */
5812                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5813
5814                 /*
5815                  * Make sure the first group of this domain contains the
5816                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5817                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5818                  */
5819                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5820                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5821                         groups = sg;
5822
5823                 if (!first)
5824                         first = sg;
5825                 if (last)
5826                         last->next = sg;
5827                 last = sg;
5828                 last->next = first;
5829         }
5830         sd->groups = groups;
5831
5832         return 0;
5833
5834 fail:
5835         free_sched_groups(first, 0);
5836
5837         return -ENOMEM;
5838 }
5839
5840 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5841 {
5842         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5843         struct sched_domain *child = sd->child;
5844
5845         if (child)
5846                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5847
5848         if (sg) {
5849                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5850                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5851                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5852         }
5853
5854         return cpu;
5855 }
5856
5857 /*
5858  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5859  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5860  * and ->cpu_power to 0.
5861  *
5862  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5863  */
5864 static int
5865 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5866 {
5867         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5868         struct sd_data *sdd = sd->private;
5869         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5870         struct cpumask *covered;
5871         int i;
5872
5873         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5874         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5875
5876         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5877                 return 0;
5878
5879         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5880         covered = sched_domains_tmpmask;
5881
5882         cpumask_clear(covered);
5883
5884         for_each_cpu(i, span) {
5885                 struct sched_group *sg;
5886                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5887                 int j;
5888
5889                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5890                         continue;
5891
5892                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5893                 sg->sgp->power = 0;
5894                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5895
5896                 for_each_cpu(j, span) {
5897                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5898                                 continue;
5899
5900                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5901                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5902                 }
5903
5904                 if (!first)
5905                         first = sg;
5906                 if (last)
5907                         last->next = sg;
5908                 last = sg;
5909         }
5910         last->next = first;
5911
5912         return 0;
5913 }
5914
5915 /*
5916  * Initialize sched groups cpu_power.
5917  *
5918  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5919  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5920  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5921  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5922  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5923  * less cpu_power.
5924  */
5925 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5926 {
5927         struct sched_group *sg = sd->groups;
5928
5929         WARN_ON(!sd || !sg);
5930
5931         do {
5932                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5933                 sg = sg->next;
5934         } while (sg != sd->groups);
5935
5936         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5937                 return;
5938
5939         update_group_power(sd, cpu);
5940         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5941 }
5942
5943 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5944 {
5945        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5946 }
5947
5948 /*
5949  * Initializers for schedule domains
5950  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5951  */
5952
5953 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5954 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5955 #else
5956 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5957 #endif
5958
5959 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5960 static noinline struct sched_domain *                                   \
5961 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5962 {                                                                       \
5963         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5964         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5965         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5966         sd->private = &tl->data;                                        \
5967         return sd;                                                      \
5968 }
5969
5970 SD_INIT_FUNC(CPU)
5971 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5972  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5973 #endif
5974 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5975  SD_INIT_FUNC(MC)
5976 #endif
5977 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5978  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5979 #endif
5980
5981 static int default_relax_domain_level = -1;
5982 int sched_domain_level_max;
5983
5984 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5985 {
5986         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5987                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5988
5989         return 1;
5990 }
5991 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5992
5993 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5994                                  struct sched_domain_attr *attr)
5995 {
5996         int request;
5997
5998         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5999                 if (default_relax_domain_level < 0)
6000                         return;
6001                 else
6002                         request = default_relax_domain_level;
6003         } else
6004                 request = attr->relax_domain_level;
6005         if (request < sd->level) {
6006                 /* turn off idle balance on this domain */
6007                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6008         } else {
6009                 /* turn on idle balance on this domain */
6010                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6011         }
6012 }
6013
6014 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6015 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6016
6017 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6018                                  const struct cpumask *cpu_map)
6019 {
6020         switch (what) {
6021         case sa_rootdomain:
6022                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6023                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6024         case sa_sd:
6025                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6026         case sa_sd_storage:
6027                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6028         case sa_none:
6029                 break;
6030         }
6031 }
6032
6033 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6034                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6035 {
6036         memset(d, 0, sizeof(*d));
6037
6038         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6039                 return sa_sd_storage;
6040         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6041         if (!d->sd)
6042                 return sa_sd_storage;
6043         d->rd = alloc_rootdomain();
6044         if (!d->rd)
6045                 return sa_sd;
6046         return sa_rootdomain;
6047 }
6048
6049 /*
6050  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6051  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6052  * will not free the data we're using.
6053  */
6054 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6055 {
6056         struct sd_data *sdd = sd->private;
6057
6058         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6059         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6060
6061         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6062                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6063
6064         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6065                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6066 }
6067
6068 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6069 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6070 {
6071         return topology_thread_cpumask(cpu);
6072 }
6073 #endif
6074
6075 /*
6076  * Topology list, bottom-up.
6077  */
6078 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6079 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6080         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6081 #endif
6082 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6083         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6084 #endif
6085 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6086         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6087 #endif
6088         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6089         { NULL, },
6090 };
6091
6092 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6093
6094 #ifdef CONFIG_NUMA
6095
6096 static int sched_domains_numa_levels;
6097 static int *sched_domains_numa_distance;
6098 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6099 static int sched_domains_curr_level;
6100
6101 static inline int sd_local_flags(int level)
6102 {
6103         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6104                 return 0;
6105
6106         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6107 }
6108
6109 static struct sched_domain *
6110 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6111 {
6112         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6113         int level = tl->numa_level;
6114         int sd_weight = cpumask_weight(
6115                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6116
6117         *sd = (struct sched_domain){
6118                 .min_interval           = sd_weight,
6119                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6120                 .busy_factor            = 32,
6121                 .imbalance_pct          = 125,
6122                 .cache_nice_tries       = 2,
6123                 .busy_idx               = 3,
6124                 .idle_idx               = 2,
6125                 .newidle_idx            = 0,
6126                 .wake_idx               = 0,
6127                 .forkexec_idx           = 0,
6128
6129                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6130                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6131                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6132                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6133                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6134                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6135                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6136                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6137                                         | 1*SD_SERIALIZE
6138                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6139                                         | sd_local_flags(level)
6140                                         ,
6141                 .last_balance           = jiffies,
6142                 .balance_interval       = sd_weight,
6143         };
6144         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6145         sd->private = &tl->data;
6146
6147         /*
6148          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6149          */
6150         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6151
6152         return sd;
6153 }
6154
6155 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6156 {
6157         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6158 }
6159
6160 static void sched_numa_warn(const char *str)
6161 {
6162         static int done = false;
6163         int i,j;
6164
6165         if (done)
6166                 return;
6167
6168         done = true;
6169
6170         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6171
6172         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6173                 printk(KERN_WARNING "  ");
6174                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6175                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6176                 printk(KERN_CONT "\n");
6177         }
6178         printk(KERN_WARNING "\n");
6179 }
6180
6181 static bool find_numa_distance(int distance)
6182 {
6183         int i;
6184
6185         if (distance == node_distance(0, 0))
6186                 return true;
6187
6188         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6189                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6190                         return true;
6191         }
6192
6193         return false;
6194 }
6195
6196 static void sched_init_numa(void)
6197 {
6198         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6199         struct sched_domain_topology_level *tl;
6200         int level = 0;
6201         int i, j, k;
6202
6203         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6204         if (!sched_domains_numa_distance)
6205                 return;
6206
6207         /*
6208          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6209          * unique distances in the node_distance() table.
6210          *
6211          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6212          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6213          */
6214         next_distance = curr_distance;
6215         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6216                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6217                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6218                                 int distance = node_distance(i, k);
6219
6220                                 if (distance > curr_distance &&
6221                                     (distance < next_distance ||
6222                                      next_distance == curr_distance))
6223                                         next_distance = distance;
6224
6225                                 /*
6226                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6227                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6228                                  * equally connected to A.
6229                                  */
6230                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6231                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6232
6233                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6234                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6235                         }
6236                         if (next_distance != curr_distance) {
6237                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6238                                 sched_domains_numa_levels = level;
6239                                 curr_distance = next_distance;
6240                         } else break;
6241                 }
6242
6243                 /*
6244                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6245                  */
6246                 if (!sched_debug())
6247                         break;
6248         }
6249         /*
6250          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6251          * identity distance node_distance(i,i).
6252          *
6253          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6254          * numbers.
6255          */
6256
6257         /*
6258          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6259          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6260          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6261          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6262          * in other functions.
6263          *
6264          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6265          */
6266         sched_domains_numa_levels = 0;
6267
6268         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6269         if (!sched_domains_numa_masks)
6270                 return;
6271
6272         /*
6273          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6274          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6275          */
6276         for (i = 0; i < level; i++) {
6277                 sched_domains_numa_masks[i] =
6278                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6279                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6280                         return;
6281
6282                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6283                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6284                         if (!mask)
6285                                 return;
6286
6287                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6288
6289                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6290                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6291                                         continue;
6292
6293                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6294                         }
6295                 }
6296         }
6297
6298         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6299                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6300         if (!tl)
6301                 return;
6302
6303         /*
6304          * Copy the default topology bits..
6305          */
6306         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6307                 tl[i] = default_topology[i];
6308
6309         /*
6310          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6311          */
6312         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6313                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6314                         .init = sd_numa_init,
6315                         .mask = sd_numa_mask,
6316                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6317                         .numa_level = j,
6318                 };
6319         }
6320
6321         sched_domain_topology = tl;
6322
6323         sched_domains_numa_levels = level;
6324 }
6325
6326 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6327 {
6328         int i, j;
6329         int node = cpu_to_node(cpu);
6330
6331         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6332                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6333                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6334                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6335                 }
6336         }
6337 }
6338
6339 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6340 {
6341         int i, j;
6342         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6343                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6344                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6345         }
6346 }
6347
6348 /*
6349  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6350  * are onlined.
6351  */
6352 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6353                                            unsigned long action,
6354                                            void *hcpu)
6355 {
6356         int cpu = (long)hcpu;
6357
6358         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6359         case CPU_ONLINE:
6360                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6361                 break;
6362
6363         case CPU_DEAD:
6364                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6365                 break;
6366
6367         default:
6368                 return NOTIFY_DONE;
6369         }
6370
6371         return NOTIFY_OK;
6372 }
6373 #else
6374 static inline void sched_init_numa(void)
6375 {
6376 }
6377
6378 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6379                                            unsigned long action,
6380                                            void *hcpu)
6381 {
6382         return 0;
6383 }
6384 #endif /* CONFIG_NUMA */
6385
6386 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6387 {
6388         struct sched_domain_topology_level *tl;
6389         int j;
6390
6391         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6392                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6393
6394                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6395                 if (!sdd->sd)
6396                         return -ENOMEM;
6397
6398                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6399                 if (!sdd->sg)
6400                         return -ENOMEM;
6401
6402                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6403                 if (!sdd->sgp)
6404                         return -ENOMEM;
6405
6406                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6407                         struct sched_domain *sd;
6408                         struct sched_group *sg;
6409                         struct sched_group_power *sgp;
6410
6411                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6412                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6413                         if (!sd)
6414                                 return -ENOMEM;
6415
6416                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6417
6418                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6419                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6420                         if (!sg)
6421                                 return -ENOMEM;
6422
6423                         sg->next = sg;
6424
6425                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6426
6427                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6428                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6429                         if (!sgp)
6430                                 return -ENOMEM;
6431
6432                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6433                 }
6434         }
6435
6436         return 0;
6437 }
6438
6439 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6440 {
6441         struct sched_domain_topology_level *tl;
6442         int j;
6443
6444         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6445                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6446
6447                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6448                         struct sched_domain *sd;
6449
6450                         if (sdd->sd) {
6451                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6452                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6453                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6454                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6455                         }
6456
6457                         if (sdd->sg)
6458                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6459                         if (sdd->sgp)
6460                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6461                 }
6462                 free_percpu(sdd->sd);
6463                 sdd->sd = NULL;
6464                 free_percpu(sdd->sg);
6465                 sdd->sg = NULL;
6466                 free_percpu(sdd->sgp);
6467                 sdd->sgp = NULL;
6468         }
6469 }
6470
6471 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6472                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6473                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6474                 int cpu)
6475 {
6476         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6477         if (!sd)
6478                 return child;
6479
6480         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6481         if (child) {
6482                 sd->level = child->level + 1;
6483                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6484                 child->parent = sd;
6485         }
6486         sd->child = child;
6487         set_domain_attribute(sd, attr);
6488
6489         return sd;
6490 }
6491
6492 /*
6493  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6494  * to the individual cpus
6495  */
6496 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6497                                struct sched_domain_attr *attr)
6498 {
6499         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6500         struct sched_domain *sd;
6501         struct s_data d;
6502         int i, ret = -ENOMEM;
6503
6504         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6505         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6506                 goto error;
6507
6508         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6509         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6510                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6511
6512                 sd = NULL;
6513                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6514                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6515                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6516                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6517                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6518                                 break;
6519                 }
6520
6521                 while (sd->child)
6522                         sd = sd->child;
6523
6524                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6525         }
6526
6527         /* Build the groups for the domains */
6528         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6529                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6530                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6531                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6532                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6533                                         goto error;
6534                         } else {
6535                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6536                                         goto error;
6537                         }
6538                 }
6539         }
6540
6541         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6542         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6543                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6544                         continue;
6545
6546                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6547                         claim_allocations(i, sd);
6548                         init_sched_groups_power(i, sd);
6549                 }
6550         }
6551
6552         /* Attach the domains */
6553         rcu_read_lock();
6554         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6555                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6556                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6557         }
6558         rcu_read_unlock();
6559
6560         ret = 0;
6561 error:
6562         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6563         return ret;
6564 }
6565
6566 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6567 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6568 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6569                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6570
6571 /*
6572  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6573  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6574  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6575  */
6576 static cpumask_var_t fallback_doms;
6577
6578 /*
6579  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6580  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6581  * or 0 if it stayed the same.
6582  */
6583 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6584 {
6585         return 0;
6586 }
6587
6588 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6589 {
6590         int i;
6591         cpumask_var_t *doms;
6592
6593         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6594         if (!doms)
6595                 return NULL;
6596         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6597                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6598                         free_sched_domains(doms, i);
6599                         return NULL;
6600                 }
6601         }
6602         return doms;
6603 }
6604
6605 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6606 {
6607         unsigned int i;
6608         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6609                 free_cpumask_var(doms[i]);
6610         kfree(doms);
6611 }
6612
6613 /*
6614  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6615  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6616  * exclude other special cases in the future.
6617  */
6618 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6619 {
6620         int err;
6621
6622         arch_update_cpu_topology();
6623         ndoms_cur = 1;
6624         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6625         if (!doms_cur)
6626                 doms_cur = &fallback_doms;
6627         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6628         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6629         register_sched_domain_sysctl();
6630
6631         return err;
6632 }
6633
6634 /*
6635  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6636  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6637  */
6638 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6639 {
6640         int i;
6641
6642         rcu_read_lock();
6643         for_each_cpu(i, cpu_map)
6644                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6645         rcu_read_unlock();
6646 }
6647
6648 /* handle null as "default" */
6649 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6650                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6651 {
6652         struct sched_domain_attr tmp;
6653
6654         /* fast path */
6655         if (!new && !cur)
6656                 return 1;
6657
6658         tmp = SD_ATTR_INIT;
6659         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6660                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6661                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6662 }
6663
6664 /*
6665  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6666  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6667  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6668  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6669  *
6670  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6671  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6672  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6673  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6674  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6675  * it as it is.
6676  *
6677  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6678  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6679  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6680  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6681  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6682  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6683  *
6684  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6685  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6686  * and it will not create the default domain.
6687  *
6688  * Call with hotplug lock held
6689  */
6690 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6691                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6692 {
6693         int i, j, n;
6694         int new_topology;
6695
6696         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6697
6698         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6699         unregister_sched_domain_sysctl();
6700
6701         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6702         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6703
6704         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6705
6706         /* Destroy deleted domains */
6707         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6708                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6709                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6710                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6711                                 goto match1;
6712                 }
6713                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6714                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6715 match1:
6716                 ;
6717         }
6718
6719         if (doms_new == NULL) {
6720                 ndoms_cur = 0;
6721                 doms_new = &fallback_doms;
6722                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6723                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6724         }
6725
6726         /* Build new domains */
6727         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6728                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6729                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6730                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6731                                 goto match2;
6732                 }
6733                 /* no match - add a new doms_new */
6734                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6735 match2:
6736                 ;
6737         }
6738
6739         /* Remember the new sched domains */
6740         if (doms_cur != &fallback_doms)
6741                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6742         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6743         doms_cur = doms_new;
6744         dattr_cur = dattr_new;
6745         ndoms_cur = ndoms_new;
6746
6747         register_sched_domain_sysctl();
6748
6749         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6750 }
6751
6752 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6753
6754 /*
6755  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6756  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6757  * around partition_sched_domains().
6758  *
6759  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6760  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6761  */
6762 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6763                              void *hcpu)
6764 {
6765         switch (action) {
6766         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6767         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6768
6769                 /*
6770                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6771                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6772                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6773                  * domain, ignoring cpusets.
6774                  */
6775                 num_cpus_frozen--;
6776                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6777                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6778                         break;
6779                 }
6780
6781                 /*
6782                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6783                  * restore the original sched domains by considering the
6784                  * cpuset configurations.
6785                  */
6786
6787         case CPU_ONLINE:
6788         case CPU_DOWN_FAILED:
6789                 cpuset_update_active_cpus(true);
6790                 break;
6791         default:
6792                 return NOTIFY_DONE;
6793         }
6794         return NOTIFY_OK;
6795 }
6796
6797 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6798                                void *hcpu)
6799 {
6800         switch (action) {
6801         case CPU_DOWN_PREPARE:
6802                 cpuset_update_active_cpus(false);
6803                 break;
6804         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6805                 num_cpus_frozen++;
6806                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6807                 break;
6808         default:
6809                 return NOTIFY_DONE;
6810         }
6811         return NOTIFY_OK;
6812 }
6813
6814 void __init sched_init_smp(void)
6815 {
6816         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6817
6818         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6819         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6820
6821         sched_init_numa();
6822
6823         get_online_cpus();
6824         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6825         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6826         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6827         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6828                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6829         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6830         put_online_cpus();
6831
6832         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6833         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6834         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6835
6836         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6837         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6838
6839         init_hrtick();
6840
6841         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6842         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6843                 BUG();
6844         sched_init_granularity();
6845         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6846
6847         init_sched_rt_class();
6848 }
6849 #else
6850 void __init sched_init_smp(void)
6851 {
6852         sched_init_granularity();
6853 }
6854 #endif /* CONFIG_SMP */
6855
6856 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6857
6858 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6859 {
6860         return in_lock_functions(addr) ||
6861                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6862                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6863 }
6864
6865 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6866 struct task_group root_task_group;
6867 LIST_HEAD(task_groups);
6868 #endif
6869
6870 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6871
6872 void __init sched_init(void)
6873 {
6874         int i, j;
6875         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6876
6877 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6878         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6879 #endif
6880 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6881         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6882 #endif
6883 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6884         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6885 #endif
6886         if (alloc_size) {
6887                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6888
6889 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6890                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6891                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6892
6893                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6894                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6895
6896 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6897 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6898                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6899                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6900
6901                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6902                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6903
6904 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6905 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6906                 for_each_possible_cpu(i) {
6907                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6908                         ptr += cpumask_size();
6909                 }
6910 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6911         }
6912
6913 #ifdef CONFIG_SMP
6914         init_defrootdomain();
6915 #endif
6916
6917         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6918                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6919
6920 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6921         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6922                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6923 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6924
6925 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6926         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6927         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6928         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6929         autogroup_init(&init_task);
6930
6931 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6932
6933 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6934         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6935         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6936         /* Too early, not expected to fail */
6937         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6938 #endif
6939         for_each_possible_cpu(i) {
6940                 struct rq *rq;
6941
6942                 rq = cpu_rq(i);
6943                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6944                 rq->nr_running = 0;
6945                 rq->calc_load_active = 0;
6946                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6947                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6948                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6949 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6950                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6951                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6952                 /*
6953                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6954                  *
6955                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6956                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6957                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6958                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6959                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6960                  * (se->load.weight).
6961                  *
6962                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6963                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6964                  * then A0's share of the cpu resource is:
6965                  *
6966                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6967                  *
6968                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6969                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6970                  */
6971                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6972                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6973 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6974
6975                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6976 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6977                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
6978                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6979 #endif
6980
6981                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6982                         rq->cpu_load[j] = 0;
6983
6984                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6985
6986 #ifdef CONFIG_SMP
6987                 rq->sd = NULL;
6988                 rq->rd = NULL;
6989                 rq->cpu_power = SCHED_POWER_SCALE;
6990                 rq->post_schedule = 0;
6991                 rq->active_balance = 0;
6992                 rq->next_balance = jiffies;
6993                 rq->push_cpu = 0;
6994                 rq->cpu = i;
6995                 rq->online = 0;
6996                 rq->idle_stamp = 0;
6997                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6998
6999                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7000
7001                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7002 #ifdef CONFIG_NO_HZ
7003                 rq->nohz_flags = 0;
7004 #endif
7005 #endif
7006                 init_rq_hrtick(rq);
7007                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7008         }
7009
7010         set_load_weight(&init_task);
7011
7012 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7013         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7014 #endif
7015
7016 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7017         plist_head_init(&init_task.pi_waiters);
7018 #endif
7019
7020         /*
7021          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7022          */
7023         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7024         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7025
7026         /*
7027          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7028          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7029          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7030          * when this runqueue becomes "idle".
7031          */
7032         init_idle(current, smp_processor_id());
7033
7034         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7035
7036         /*
7037          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7038          */
7039         current->sched_class = &fair_sched_class;
7040
7041 #ifdef CONFIG_SMP
7042         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7043         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7044         if (cpu_isolated_map == NULL)
7045                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7046         idle_thread_set_boot_cpu();
7047 #endif
7048         init_sched_fair_class();
7049
7050         scheduler_running = 1;
7051 }
7052
7053 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7054 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7055 {
7056         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7057
7058         return (nested == preempt_offset);
7059 }
7060
7061 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7062 {
7063         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7064
7065         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7066         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
7067             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7068                 return;
7069         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7070                 return;
7071         prev_jiffy = jiffies;
7072
7073         printk(KERN_ERR
7074                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7075                         file, line);
7076         printk(KERN_ERR
7077                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7078                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7079                         current->pid, current->comm);
7080
7081         debug_show_held_locks(current);
7082         if (irqs_disabled())
7083                 print_irqtrace_events(current);
7084         dump_stack();
7085 }
7086 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7087 #endif
7088
7089 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7090 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7091 {
7092         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7093         int old_prio = p->prio;
7094         int on_rq;
7095
7096         on_rq = p->on_rq;
7097         if (on_rq)
7098                 dequeue_task(rq, p, 0);
7099         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
7100         if (on_rq) {
7101                 enqueue_task(rq, p, 0);
7102                 resched_task(rq->curr);
7103         }
7104
7105         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7106 }
7107
7108 void normalize_rt_tasks(void)
7109 {
7110         struct task_struct *g, *p;
7111         unsigned long flags;
7112         struct rq *rq;
7113
7114         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7115         do_each_thread(g, p) {
7116                 /*
7117                  * Only normalize user tasks:
7118                  */
7119                 if (!p->mm)
7120                         continue;
7121
7122                 p->se.exec_start                = 0;
7123 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7124                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7125                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7126                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7127 #endif
7128
7129                 if (!rt_task(p)) {
7130                         /*
7131                          * Renice negative nice level userspace
7132                          * tasks back to 0:
7133                          */
7134                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
7135                                 set_user_nice(p, 0);
7136                         continue;
7137                 }
7138
7139                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7140                 rq = __task_rq_lock(p);
7141
7142                 normalize_task(rq, p);
7143
7144                 __task_rq_unlock(rq);
7145                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7146         } while_each_thread(g, p);
7147
7148         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7149 }
7150
7151 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7152
7153 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7154 /*
7155  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7156  *
7157  * They can only be called when the whole system has been
7158  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7159  * activity can take place. Using them for anything else would
7160  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7161  * under any other configuration.
7162  */
7163
7164 /**
7165  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7166  * @cpu: the processor in question.
7167  *
7168  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7169  */
7170 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7171 {
7172         return cpu_curr(cpu);
7173 }
7174
7175 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7176
7177 #ifdef CONFIG_IA64
7178 /**
7179  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7180  * @cpu: the processor in question.
7181  * @p: the task pointer to set.
7182  *
7183  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7184  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7185  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7186  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7187  * and caller must save the original value of the current task (see
7188  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7189  * re-starting the system.
7190  *
7191  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7192  */
7193 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7194 {
7195         cpu_curr(cpu) = p;
7196 }
7197
7198 #endif
7199
7200 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7201 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7202 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7203
7204 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7205 {
7206         free_fair_sched_group(tg);
7207         free_rt_sched_group(tg);
7208         autogroup_free(tg);
7209         kfree(tg);
7210 }
7211
7212 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7213 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7214 {
7215         struct task_group *tg;
7216
7217         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7218         if (!tg)
7219                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7220
7221         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7222                 goto err;
7223
7224         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7225                 goto err;
7226
7227         return tg;
7228
7229 err:
7230         free_sched_group(tg);
7231         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7232 }
7233
7234 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7235 {
7236         unsigned long flags;
7237
7238         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7239         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7240
7241         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7242
7243         tg->parent = parent;
7244         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7245         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7246         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7247 }
7248
7249 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7250 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7251 {
7252         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7253         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7254 }
7255
7256 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7257 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7258 {
7259         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7260         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7261 }
7262
7263 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7264 {
7265         unsigned long flags;
7266         int i;
7267
7268         /* end participation in shares distribution */
7269         for_each_possible_cpu(i)
7270                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7271
7272         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7273         list_del_rcu(&tg->list);
7274         list_del_rcu(&tg->siblings);
7275         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7276 }
7277
7278 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7279  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7280  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7281  *      reflect its new group.
7282  */
7283 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7284 {
7285         struct task_group *tg;
7286         int on_rq, running;
7287         unsigned long flags;
7288         struct rq *rq;
7289
7290         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7291
7292         running = task_current(rq, tsk);
7293         on_rq = tsk->on_rq;
7294
7295         if (on_rq)
7296                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7297         if (unlikely(running))
7298                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7299
7300         tg = container_of(task_subsys_state_check(tsk, cpu_cgroup_subsys_id,
7301                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7302                           struct task_group, css);
7303         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7304         tsk->sched_task_group = tg;
7305
7306 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7307         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7308                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7309         else
7310 #endif
7311                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7312
7313         if (unlikely(running))
7314                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7315         if (on_rq)
7316                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7317
7318         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7319 }
7320 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7321
7322 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)
7323 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
7324 {
7325         if (runtime == RUNTIME_INF)
7326                 return 1ULL << 20;
7327
7328         return div64_u64(runtime << 20, period);
7329 }
7330 #endif
7331
7332 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7333 /*
7334  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7335  */
7336 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7337
7338 /* Must be called with tasklist_lock held */
7339 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7340 {
7341         struct task_struct *g, *p;
7342
7343         do_each_thread(g, p) {
7344                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7345                         return 1;
7346         } while_each_thread(g, p);
7347
7348         return 0;
7349 }
7350
7351 struct rt_schedulable_data {
7352         struct task_group *tg;
7353         u64 rt_period;
7354         u64 rt_runtime;
7355 };
7356
7357 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7358 {
7359         struct rt_schedulable_data *d = data;
7360         struct task_group *child;
7361         unsigned long total, sum = 0;
7362         u64 period, runtime;
7363
7364         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7365         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7366
7367         if (tg == d->tg) {
7368                 period = d->rt_period;
7369                 runtime = d->rt_runtime;
7370         }
7371
7372         /*
7373          * Cannot have more runtime than the period.
7374          */
7375         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7376                 return -EINVAL;
7377
7378         /*
7379          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7380          */
7381         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7382                 return -EBUSY;
7383
7384         total = to_ratio(period, runtime);
7385
7386         /*
7387          * Nobody can have more than the global setting allows.
7388          */
7389         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7390                 return -EINVAL;
7391
7392         /*
7393          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7394          */
7395         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7396                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7397                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7398
7399                 if (child == d->tg) {
7400                         period = d->rt_period;
7401                         runtime = d->rt_runtime;
7402                 }
7403
7404                 sum += to_ratio(period, runtime);
7405         }
7406
7407         if (sum > total)
7408                 return -EINVAL;
7409
7410         return 0;
7411 }
7412
7413 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7414 {
7415         int ret;
7416
7417         struct rt_schedulable_data data = {
7418                 .tg = tg,
7419                 .rt_period = period,
7420                 .rt_runtime = runtime,
7421         };
7422
7423         rcu_read_lock();
7424         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7425         rcu_read_unlock();
7426
7427         return ret;
7428 }
7429
7430 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7431                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7432 {
7433         int i, err = 0;
7434
7435         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7436         read_lock(&tasklist_lock);
7437         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7438         if (err)
7439                 goto unlock;
7440
7441         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7442         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7443         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7444
7445         for_each_possible_cpu(i) {
7446                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7447
7448                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7449                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7450                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7451         }
7452         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7453 unlock:
7454         read_unlock(&tasklist_lock);
7455         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7456
7457         return err;
7458 }
7459
7460 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7461 {
7462         u64 rt_runtime, rt_period;
7463
7464         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7465         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7466         if (rt_runtime_us < 0)
7467                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7468
7469         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7470 }
7471
7472 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7473 {
7474         u64 rt_runtime_us;
7475
7476         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7477                 return -1;
7478
7479         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7480         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7481         return rt_runtime_us;
7482 }
7483
7484 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7485 {
7486         u64 rt_runtime, rt_period;
7487
7488         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7489         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7490
7491         if (rt_period == 0)
7492                 return -EINVAL;
7493
7494         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7495 }
7496
7497 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7498 {
7499         u64 rt_period_us;
7500
7501         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7502         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7503         return rt_period_us;
7504 }
7505
7506 static int sched_rt_global_constraints(void)
7507 {
7508         u64 runtime, period;
7509         int ret = 0;
7510
7511         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7512                 return -EINVAL;
7513
7514         runtime = global_rt_runtime();
7515         period = global_rt_period();
7516
7517         /*
7518          * Sanity check on the sysctl variables.
7519          */
7520         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7521                 return -EINVAL;
7522
7523         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7524         read_lock(&tasklist_lock);
7525         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7526         read_unlock(&tasklist_lock);
7527         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7528
7529         return ret;
7530 }
7531
7532 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7533 {
7534         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7535         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7536                 return 0;
7537
7538         return 1;
7539 }
7540
7541 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7542 static int sched_rt_global_constraints(void)
7543 {
7544         unsigned long flags;
7545         int i;
7546
7547         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7548                 return -EINVAL;
7549
7550         /*
7551          * There's always some RT tasks in the root group
7552          * -- migration, kstopmachine etc..
7553          */
7554         if (sysctl_sched_rt_runtime == 0)
7555                 return -EBUSY;
7556
7557         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7558         for_each_possible_cpu(i) {
7559                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7560
7561                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7562                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7563                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7564         }
7565         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7566
7567         return 0;
7568 }
7569 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7570
7571 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7572                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7573                 loff_t *ppos)
7574 {
7575         int ret;
7576         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7577
7578         mutex_lock(&mutex);
7579         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7580         /* make sure that internally we keep jiffies */
7581         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7582         if (!ret && write) {
7583                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7584                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7585         }
7586         mutex_unlock(&mutex);
7587         return ret;
7588 }
7589
7590 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7591                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7592                 loff_t *ppos)
7593 {
7594         int ret;
7595         int old_period, old_runtime;
7596         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7597
7598         mutex_lock(&mutex);
7599         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7600         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7601
7602         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7603
7604         if (!ret && write) {
7605                 ret = sched_rt_global_constraints();
7606                 if (ret) {
7607                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
7608                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7609                 } else {
7610                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7611                         def_rt_bandwidth.rt_period =
7612                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
7613                 }
7614         }
7615         mutex_unlock(&mutex);
7616
7617         return ret;
7618 }
7619
7620 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7621
7622 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
7623 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
7624 {
7625         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
7626                             struct task_group, css);
7627 }
7628
7629 static struct cgroup_subsys_state *cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
7630 {
7631         struct task_group *tg, *parent;
7632
7633         if (!cgrp->parent) {
7634                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7635                 return &root_task_group.css;
7636         }
7637
7638         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7639         tg = sched_create_group(parent);
7640         if (IS_ERR(tg))
7641                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7642
7643         return &tg->css;
7644 }
7645
7646 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup *cgrp)
7647 {
7648         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7649         struct task_group *parent;
7650
7651         if (!cgrp->parent)
7652                 return 0;
7653
7654         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
7655         sched_online_group(tg, parent);
7656         return 0;
7657 }
7658
7659 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup *cgrp)
7660 {
7661         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7662
7663         sched_destroy_group(tg);
7664 }
7665
7666 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup *cgrp)
7667 {
7668         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7669
7670         sched_offline_group(tg);
7671 }
7672
7673 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgrp,
7674                                  struct cgroup_taskset *tset)
7675 {
7676         struct task_struct *task;
7677
7678         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
7679 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7680                 if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), task))
7681                         return -EINVAL;
7682 #else
7683                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7684                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7685                         return -EINVAL;
7686 #endif
7687         }
7688         return 0;
7689 }
7690
7691 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup *cgrp,
7692                               struct cgroup_taskset *tset)
7693 {
7694         struct task_struct *task;
7695
7696         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset)
7697                 sched_move_task(task);
7698 }
7699
7700 static void
7701 cpu_cgroup_exit(struct cgroup *cgrp, struct cgroup *old_cgrp,
7702                 struct task_struct *task)
7703 {
7704         /*
7705          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7706          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7707          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7708          */
7709         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7710                 return;
7711
7712         sched_move_task(task);
7713 }
7714
7715 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7716 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7717                                 u64 shareval)
7718 {
7719         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), scale_load(shareval));
7720 }
7721
7722 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7723 {
7724         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7725
7726         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7727 }
7728
7729 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7730 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7731
7732 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7733 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7734
7735 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7736
7737 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7738 {
7739         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7740         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7741
7742         if (tg == &root_task_group)
7743                 return -EINVAL;
7744
7745         /*
7746          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7747          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7748          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7749          */
7750         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7751                 return -EINVAL;
7752
7753         /*
7754          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7755          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7756          * feasibility.
7757          */
7758         if (period > max_cfs_quota_period)
7759                 return -EINVAL;
7760
7761         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7762         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7763         if (ret)
7764                 goto out_unlock;
7765
7766         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7767         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7768         account_cfs_bandwidth_used(runtime_enabled, runtime_was_enabled);
7769         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7770         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7771         cfs_b->quota = quota;
7772
7773         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7774         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7775         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7776                 /* force a reprogram */
7777                 cfs_b->timer_active = 0;
7778                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7779         }
7780         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7781
7782         for_each_possible_cpu(i) {
7783                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7784                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7785
7786                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7787                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7788                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7789
7790                 if (cfs_rq->throttled)
7791                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7792                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7793         }
7794 out_unlock:
7795         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7796
7797         return ret;
7798 }
7799
7800 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7801 {
7802         u64 quota, period;
7803
7804         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7805         if (cfs_quota_us < 0)
7806                 quota = RUNTIME_INF;
7807         else
7808                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7809
7810         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7811 }
7812
7813 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7814 {
7815         u64 quota_us;
7816
7817         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7818                 return -1;
7819
7820         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7821         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7822
7823         return quota_us;
7824 }
7825
7826 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7827 {
7828         u64 quota, period;
7829
7830         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7831         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7832
7833         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7834 }
7835
7836 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7837 {
7838         u64 cfs_period_us;
7839
7840         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7841         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7842
7843         return cfs_period_us;
7844 }
7845
7846 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7847 {
7848         return tg_get_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp));
7849 }
7850
7851 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7852                                 s64 cfs_quota_us)
7853 {
7854         return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us);
7855 }
7856
7857 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7858 {
7859         return tg_get_cfs_period(cgroup_tg(cgrp));
7860 }
7861
7862 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7863                                 u64 cfs_period_us)
7864 {
7865         return tg_set_cfs_period(cgroup_tg(cgrp), cfs_period_us);
7866 }
7867
7868 struct cfs_schedulable_data {
7869         struct task_group *tg;
7870         u64 period, quota;
7871 };
7872
7873 /*
7874  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7875  * note: units are usecs
7876  */
7877 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7878                                struct cfs_schedulable_data *d)
7879 {
7880         u64 quota, period;
7881
7882         if (tg == d->tg) {
7883                 period = d->period;
7884                 quota = d->quota;
7885         } else {
7886                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7887                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7888         }
7889
7890         /* note: these should typically be equivalent */
7891         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7892                 return RUNTIME_INF;
7893
7894         return to_ratio(period, quota);
7895 }
7896
7897 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7898 {
7899         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7900         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7901         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7902
7903         if (!tg->parent) {
7904                 quota = RUNTIME_INF;
7905         } else {
7906                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7907
7908                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7909                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7910
7911                 /*
7912                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7913                  * limit is set
7914                  */
7915                 if (quota == RUNTIME_INF)
7916                         quota = parent_quota;
7917                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7918                         return -EINVAL;
7919         }
7920         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7921
7922         return 0;
7923 }
7924
7925 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7926 {
7927         int ret;
7928         struct cfs_schedulable_data data = {
7929                 .tg = tg,
7930                 .period = period,
7931                 .quota = quota,
7932         };
7933
7934         if (quota != RUNTIME_INF) {
7935                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7936                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7937         }
7938
7939         rcu_read_lock();
7940         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7941         rcu_read_unlock();
7942
7943         return ret;
7944 }
7945
7946 static int cpu_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7947                 struct cgroup_map_cb *cb)
7948 {
7949         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
7950         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7951
7952         cb->fill(cb, "nr_periods", cfs_b->nr_periods);
7953         cb->fill(cb, "nr_throttled", cfs_b->nr_throttled);
7954         cb->fill(cb, "throttled_time", cfs_b->throttled_time);
7955
7956         return 0;
7957 }
7958 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7959 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7960
7961 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7962 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
7963                                 s64 val)
7964 {
7965         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
7966 }
7967
7968 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7969 {
7970         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
7971 }
7972
7973 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
7974                 u64 rt_period_us)
7975 {
7976         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
7977 }
7978
7979 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
7980 {
7981         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
7982 }
7983 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7984
7985 static struct cftype cpu_files[] = {
7986 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7987         {
7988                 .name = "shares",
7989                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7990                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7991         },
7992 #endif
7993 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7994         {
7995                 .name = "cfs_quota_us",
7996                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7997                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7998         },
7999         {
8000                 .name = "cfs_period_us",
8001                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8002                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8003         },
8004         {
8005                 .name = "stat",
8006                 .read_map = cpu_stats_show,
8007         },
8008 #endif
8009 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8010         {
8011                 .name = "rt_runtime_us",
8012                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8013                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8014         },
8015         {
8016                 .name = "rt_period_us",
8017                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8018                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8019         },
8020 #endif
8021         { }     /* terminate */
8022 };
8023
8024 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
8025         .name           = "cpu",
8026         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8027         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8028         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8029         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8030         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8031         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8032         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8033         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
8034         .base_cftypes   = cpu_files,
8035         .early_init     = 1,
8036 };
8037
8038 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8039
8040 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
8041
8042 /*
8043  * CPU accounting code for task groups.
8044  *
8045  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
8046  * (balbir@in.ibm.com).
8047  */
8048
8049 struct cpuacct root_cpuacct;
8050
8051 /* create a new cpu accounting group */
8052 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_css_alloc(struct cgroup *cgrp)
8053 {
8054         struct cpuacct *ca;
8055
8056         if (!cgrp->parent)
8057                 return &root_cpuacct.css;
8058
8059         ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
8060         if (!ca)
8061                 goto out;
8062
8063         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
8064         if (!ca->cpuusage)
8065                 goto out_free_ca;
8066
8067         ca->cpustat = alloc_percpu(struct kernel_cpustat);
8068         if (!ca->cpustat)
8069                 goto out_free_cpuusage;
8070
8071         return &ca->css;
8072
8073 out_free_cpuusage:
8074         free_percpu(ca->cpuusage);
8075 out_free_ca:
8076         kfree(ca);
8077 out:
8078         return ERR_PTR(-ENOMEM);
8079 }
8080
8081 /* destroy an existing cpu accounting group */
8082 static void cpuacct_css_free(struct cgroup *cgrp)
8083 {
8084         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8085
8086         free_percpu(ca->cpustat);
8087         free_percpu(ca->cpuusage);
8088         kfree(ca);
8089 }
8090
8091 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
8092 {
8093         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8094         u64 data;
8095
8096 #ifndef CONFIG_64BIT
8097         /*
8098          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
8099          */
8100         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8101         data = *cpuusage;
8102         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8103 #else
8104         data = *cpuusage;
8105 #endif
8106
8107         return data;
8108 }
8109
8110 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
8111 {
8112         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8113
8114 #ifndef CONFIG_64BIT
8115         /*
8116          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
8117          */
8118         raw_spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8119         *cpuusage = val;
8120         raw_spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
8121 #else
8122         *cpuusage = val;
8123 #endif
8124 }
8125
8126 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
8127 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
8128 {
8129         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8130         u64 totalcpuusage = 0;
8131         int i;
8132
8133         for_each_present_cpu(i)
8134                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8135
8136         return totalcpuusage;
8137 }
8138
8139 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
8140                                                                 u64 reset)
8141 {
8142         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8143         int err = 0;
8144         int i;
8145
8146         if (reset) {
8147                 err = -EINVAL;
8148                 goto out;
8149         }
8150
8151         for_each_present_cpu(i)
8152                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
8153
8154 out:
8155         return err;
8156 }
8157
8158 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
8159                                    struct seq_file *m)
8160 {
8161         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
8162         u64 percpu;
8163         int i;
8164
8165         for_each_present_cpu(i) {
8166                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
8167                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
8168         }
8169         seq_printf(m, "\n");
8170         return 0;
8171 }
8172
8173 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
8174         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
8175         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
8176 };
8177
8178 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
8179                               struct cgroup_map_cb *cb)
8180 {
8181         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
8182         int cpu;
8183         s64 val = 0;
8184
8185         for_each_online_cpu(cpu) {
8186                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8187                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_USER];
8188                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_NICE];
8189         }
8190         val = cputime64_to_clock_t(val);
8191         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_USER], val);
8192
8193         val = 0;
8194         for_each_online_cpu(cpu) {
8195                 struct kernel_cpustat *kcpustat = per_cpu_ptr(ca->cpustat, cpu);
8196                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SYSTEM];
8197                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_IRQ];
8198                 val += kcpustat->cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ];
8199         }
8200
8201         val = cputime64_to_clock_t(val);
8202         cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[CPUACCT_STAT_SYSTEM], val);
8203
8204         return 0;
8205 }
8206
8207 static struct cftype files[] = {
8208         {
8209                 .name = "usage",
8210                 .read_u64 = cpuusage_read,
8211                 .write_u64 = cpuusage_write,
8212         },
8213         {
8214                 .name = "usage_percpu",
8215                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
8216         },
8217         {
8218                 .name = "stat",
8219                 .read_map = cpuacct_stats_show,
8220         },
8221         { }     /* terminate */
8222 };
8223
8224 /*
8225  * charge this task's execution time to its accounting group.
8226  *
8227  * called with rq->lock held.
8228  */
8229 void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
8230 {
8231         struct cpuacct *ca;
8232         int cpu;
8233
8234         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
8235                 return;
8236
8237         cpu = task_cpu(tsk);
8238
8239         rcu_read_lock();
8240
8241         ca = task_ca(tsk);
8242
8243         for (; ca; ca = parent_ca(ca)) {
8244                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
8245                 *cpuusage += cputime;
8246         }
8247
8248         rcu_read_unlock();
8249 }
8250
8251 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
8252         .name = "cpuacct",
8253         .css_alloc = cpuacct_css_alloc,
8254         .css_free = cpuacct_css_free,
8255         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
8256         .base_cftypes = files,
8257 };
8258 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */
8259
8260 void dump_cpu_task(int cpu)
8261 {
8262         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8263         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8264 }