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